CS218565B2 - Catalyser for selective production of the p-dialkylbenzenes - Google Patents
Catalyser for selective production of the p-dialkylbenzenes Download PDFInfo
- Publication number
- CS218565B2 CS218565B2 CS772120A CS212077A CS218565B2 CS 218565 B2 CS218565 B2 CS 218565B2 CS 772120 A CS772120 A CS 772120A CS 212077 A CS212077 A CS 212077A CS 218565 B2 CS218565 B2 CS 218565B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- catalyst
- zeolite
- xylene
- weight
- toluene
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C6/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions
- C07C6/08—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions by conversion at a saturated carbon-to-carbon bond
- C07C6/12—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions by conversion at a saturated carbon-to-carbon bond of exclusively hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring
- C07C6/123—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions by conversion at a saturated carbon-to-carbon bond of exclusively hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring of only one hydrocarbon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/40—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
- C07C2/54—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition of unsaturated hydrocarbons to saturated hydrocarbons or to hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring with no unsaturation outside the aromatic ring
- C07C2/64—Addition to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
- C07C2/66—Catalytic processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
- C07C2/76—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation of hydrocarbons with partial elimination of hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
- C07C2/86—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon
- C07C2/862—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon the non-hydrocarbon contains only oxygen as hetero-atoms
- C07C2/864—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon the non-hydrocarbon contains only oxygen as hetero-atoms the non-hydrocarbon is an alcohol
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C4/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
- C07C5/373—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen with simultaneous isomerisation
- C07C5/393—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen with simultaneous isomerisation with cyclisation to an aromatic six-membered ring, e.g. dehydrogenation of n-hexane to benzene
- C07C5/41—Catalytic processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/10—After treatment, characterised by the effect to be obtained
- B01J2229/12—After treatment, characterised by the effect to be obtained to alter the outside of the crystallites, e.g. selectivation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/10—After treatment, characterised by the effect to be obtained
- B01J2229/26—After treatment, characterised by the effect to be obtained to stabilize the total catalyst structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/30—After treatment, characterised by the means used
- B01J2229/32—Reaction with silicon compounds, e.g. TEOS, siliconfluoride
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/30—After treatment, characterised by the means used
- B01J2229/34—Reaction with organic or organometallic compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/30—After treatment, characterised by the means used
- B01J2229/36—Steaming
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/30—After treatment, characterised by the means used
- B01J2229/42—Addition of matrix or binder particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/65—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the ferrierite type, e.g. types ZSM-21, ZSM-35 or ZSM-38, as exemplified by patent documents US4046859, US4016245 and US4046859, respectively
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2529/00—Catalysts comprising molecular sieves
- C07C2529/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites, pillared clays
- C07C2529/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- C07C2529/40—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2529/00—Catalysts comprising molecular sieves
- C07C2529/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites, pillared clays
- C07C2529/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- C07C2529/65—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the ferrierite type, e.g. types ZSM-21, ZSM-35 or ZSM-38
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2529/00—Catalysts comprising molecular sieves
- C07C2529/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites, pillared clays
- C07C2529/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- C07C2529/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups C07C2529/08 - C07C2529/65
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
Vynález se týká katalyzátoru vhodného pro selektivní výrobu p-dialkylsubstituovaných benzenů.The invention relates to a catalyst suitable for the selective production of p-dialkyl-substituted benzenes.
Disproporcionace aromatických uhlovodíků v přítomnosti zeolitických katalyzátorů byla popsána autory Grandio a další v Oll and Gas Journal sv. 69, č. 48 (1971). Patenty USA č. 3 126 422, 3 413 374, 3 598 878, 3 598 679 a 3 607 961 popisují disproporcionaci toluenu v parní fázi na různých katalyzátorech. Při těchto postupech vzniká rovnovážná směs xylenů, obsahující přibližně 24 o/o para-, 54 % meta- a 22 % orto-isomeru.Disproportionation of aromatic hydrocarbons in the presence of zeolite catalysts has been described by Grandio et al. In Oll and Gas Journal vol. 69, No. 48 (1971). U.S. Pat. Nos. 3,126,422, 3,413,374, 3,598,878, 3,598,679, and 3,660,961 disclose vapor phase disproportionation on various catalysts. These processes produce an equilibrium mixture of xylenes containing about 24% o / o para-, 54% meta and 22% ortho-isomer.
Z isomerů xylenu je nejméně žádaný m-xylen, zatímco p-xylen má obzvláštní význam, poněvadž se hodí pro· výrobu kyseliny tereftalové, která je intermediárním produktem při výrobě syntetických vláken. Směsi isomerů xylenu, buď samotné, nebo spolu s ethylbenzenem, obsahující rovnovážnou koncentraci p-xylenu, byly dříve děleny nákladnou superírakcion-ací nebo mnohastupňovým vymrazováním.Of the xylene isomers, m-xylene is the least desirable, while p-xylene is of particular importance since it is suitable for the production of terephthalic acid, which is an intermediate product in the manufacture of synthetic fibers. Mixtures of xylene isomers, either alone or together with ethylbenzene, containing an equilibrium concentration of p-xylene, were previously separated by expensive super-refractionation or multi-step freeze-drying.
V souvislosti s vynálezem byl nyní nalezen katalyzátor, který má schopnost převádět mnohé dostupné suroviny s dostatečnou selektivitou na p-dialkylbenzeny. Katalyzátor podle vynálezu sestává z krystalického aluminosilikátového zeolitu, který má aktivitu a 2 až 5000, kapacitu sorpce xylenu vyšší než 1 g /100 g zeolitu, dobu sorpce o-xylenu pro 30 % shora uvedené kapacity vyšší než 10 minut, přičemž kapacita sorpce a doba sorpce jsou měřeny při 120 °C a tlaku 0,6 + 0,1 kPa, poměr S1O2/AI2O3 12 až 3000 a C-index (index omezení — „constraint” index · definovaný dále) v rozmezí od 1 do 12.In the context of the invention, a catalyst has now been found which has the ability to convert many of the available raw materials with sufficient selectivity to p-dialkylbenzenes. The catalyst according to the invention consists of a crystalline aluminosilicate zeolite having an activity of 2 to 5000, a xylene sorption capacity of more than 1 g / 100 g of zeolite, an o-xylene sorption time of 30% of the above capacity of more than 10 minutes, the sorption capacity and time sorptions are measured at 120 ° C and a pressure of 0.6 + 0.1 kPa, an S1O2 / Al2O3 ratio of 12 to 3000 and a C-index (constraint index · defined below) ranging from 1 to 12.
Katalyzátor, který vyhovuje shora uvedeným požadavkům a který je proto schopen katalyzovat s požadovanou selektivitou konverzi, může být vytvořen v různých formách, přičemž se dále uvedeným formám dává přednost.A catalyst which satisfies the above requirements and which is therefore able to catalyze with the desired selectivity of conversion may be formed in various forms, the following forms being preferred.
Podle prvního přednostního provedení je určujícím faktorem velikost krystalů zeolitu, přičemž alespoň část zeolitu má být přítomna ve formě krystalů o velikosti 0,5 až 20 μη, přednostně 1 až 6 ^m.According to a first preferred embodiment, the determining factor is the crystal size of the zeolite, wherein at least a portion of the zeolite is to be present in the form of crystals having a size of 0.5 to 20 μη, preferably 1 to 6 µm.
Podle druhého přednostního provedení dosahuje katalyzátor svých vlastností zakoksováním, zejména tím, že je na něm uložen ' koks v množství 15 až 75 hmotnostních θ/o, vztaženo na hmotnost nezakoksovaného katalyzátoru, přednostně v množsttví 20 až 40 hmotnostních °/o, vztaženo na hmotnost nezakoksovaného katalyzátoru.According to a second preferred embodiment, the catalyst achieves its properties by coking, in particular by depositing coke in an amount of 15 to 75% by weight, based on the weight of the non-coked catalyst, preferably in an amount of 20 to 40% by weight. of an unquenched catalyst.
Podle třetího přednostního provedení je předepsané aktivity a sorpčních vlastností dosaženo u zeolitu, který je dokonale smíšen vždy s 2 až 30 %, vztaženo na hmotnost zeolitu, jednoho nebo více těžko redukovatelných kysličníků, zejména kysličníků antimonu, fosforu, boru, uranu, hořčíku, zinku a/nebo vápníku.According to a third preferred embodiment, the prescribed activity and sorption properties are achieved with zeolite which is perfectly mixed with in each case 2 to 30% by weight of the zeolite, of one or more hardly reducible oxides, in particular antimony, phosphorus, boron, uranium, magnesium, zinc and / or calcium.
Při zvláště výhodném provedení podle této varianty je zeolit smíšen s 0,25 až 25 hmotnostními % kysličníku fosforu a kysličníku hořčíku, přičemž hmotnostní množství kysličníku fosforu činí přednostně 0,7 až 15 a hmotnostní množství kysličníku hořčíku je 1 až 15 %.In a particularly preferred embodiment, the zeolite is admixed with 0.25 to 25% by weight of phosphorus oxide and magnesium oxide, the amount of phosphorus oxide preferably being 0.7 to 15 and the amount of magnesium oxide being 1 to 15%.
'Podle čtvrtého přednostního provedení se předepsaných vlastností dosáhne tím, že vnitřek krystalické struktury zeolitu obsahuje 0,1 až 10 %, vztaženo na hmotnost zeolitu přidané amorfní siliky, přičemž přednostně činí podíl této siliky 2 až 10 hmotnostních %. Podle jedné z vhodných metod je přidaná amorfní silika produktem rozkladu sloučeniny křemíku schopné siloxany nebo polysilany nebo jejich monomethyl-, monochlor nebo monofluorderiváty. Obzvláště vhodné sloučeniny křemíku mají obecný vzorec vstoupit do pórů zeolitu, jako jsou silikony Si Ri Rz R3 R4 kde každý ze symbolůAccording to a fourth preferred embodiment, the prescribed properties are achieved in that the interior of the zeolite crystalline structure contains 0.1-10% by weight of the zeolite weight of the amorphous silica added, preferably the proportion of this silica is 2-10% by weight. According to one suitable method, the added amorphous silica is a decomposition product of a silicon compound capable of siloxanes or polysilanes or their monomethyl, monochloro or monofluorivatives. Particularly suitable silicon compounds have the general formula to enter the zeolite pores, such as silicones Si R 1 R 2 R 3 R 4 wherein each of the symbols
Ri a Rz představuje vodík, fluor, chlor, methyl-, ethyl-, amino-, methoxy-, nebo ethoxyskupinu,R 1 and R 2 are hydrogen, fluoro, chloro, methyl, ethyl, amino, methoxy, or ethoxy,
R3 představuje vodík, fluor, chlor, methylnebo aminoskupinu aR 3 is hydrogen, fluoro, chloro, methyl or amino and
R4 představuje vodík nebo fluor.R 4 is hydrogen or fluoro.
Jinými vhodnými sloučeninami jsou sílán, dimethylsilan, dichlorsilan, methylsilan, nebo fluorid křemičitý.Other suitable compounds are silane, dimethylsilane, dichlorosilane, methylsilane, or silica fluoride.
Páté přednostní provedení se od čtvrtého liší mj. tím, že požadované vlastnosti jsou katalyzátoru dodány silikou, která není přítomna ve vnitřní krystalické struktuře. Podle tohoto provedení je na vnějším povrchu zeolitu upraven povlak kysličníku křemičitého v množství od 0,5 do 30 hmotnostních %, vztaženo na zeolit. Silika může být produktem rozkladu sloučeniny křemíku, která nemůže vstoupit do pórů zeolitu, jako sloučeniny obecného vzorce kde každý ze symbolůThe fifth preferred embodiment differs from the fourth embodiment in that the desired properties are imparted to the catalyst by silica which is not present in the internal crystalline structure. According to this embodiment, a silica coating is provided on the outer surface of the zeolite in an amount of from 0.5 to 30% by weight, based on the zeolite. The silica may be a decomposition product of a silicon compound that cannot enter the pores of the zeolite, as a compound of the general formula wherein each symbol
Ri a R2, které jsou stejné nebo různé, představuje fluor, hydroxy-, alkyl-, aralkyl-, alkylaryl- nebo fluoralkylskupinu aR 1 and R 2, which are the same or different, are fluoro, hydroxy, alkyl, aralkyl, alkylaryl or fluoroalkyl, and
Ri navíc může též představovat vodík, n znamená číslo 10 až 1000, přičemž Ri nebo Ra obsahuje 1 až 10 atomů uhlíku.In addition, R 1 can also represent hydrogen, n is from 10 to 1000, wherein R 1 or R a contains from 1 to 10 carbon atoms.
Sloučenina křemíku má přednostně molekulovou hmotnost 500 až 20 000, s výhodouThe silicon compound preferably has a molecular weight of 500 to 20,000, preferably
1000 až 10 000. Jako obzvláště vhodné sloučeniny lze uvést dimethylsiloxan, diethylsiloxan, fenylmethylsiloxan, methylhydrogensiloxan, ethylhydrogensiloxan, fenylhydrogensiloxan, methylethylsiloxan, fenylethylsiloxan, difenylsiloxan, methyltrifluorpropylsiloxan, ethyltrifluorpropylsiloxan, polydimethylsiloxan, tetrachlorfenylmethylsíloxan, tetrachlorfenylethylsiloxan, tetrachlorfenylhydrogensiloxan, tetrachlorfenylfenylsiloxan, methylvinylsíloixan a ethylvinylsiloxan.1000 to 10 000. Particularly suitable compounds include dimethylsiloxane, diethylsiloxan, phenylmethylsiloxane, methyl hydrogen, ethylhydrogensiloxan, fenylhydrogensiloxan, methylethylsiloxan, fenylethylsiloxan, diphenylsiloxane, methyltrifluorpropylsiloxan, ethyltrifluorpropylsiloxan, polydimethylsiloxane, tetrachlorfenylmethylsíloxan, tetrachlorfenylethylsiloxan, tetrachlorfenylhydrogensiloxan, tetrachlorfenylfenylsiloxan, and methylvinylsíloixan ethylvinylsiloxan.
Jako přednostních zeolitů se v katalyzátorech podle vynálezu používá zeolitů ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-35 nebo ZSM-38 a obvykle je výhodné používat je ve formě která se vyznačuje přítomností vodíkových kationtů. Přednostními katalyzátory jsou dále ty, ve kterých má zeolit aktivitu a v rozmezí 5 až 200.As preferred zeolites, zeolites ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-35 or ZSM-38 are used in the catalysts of the invention and are generally preferred in a form characterized by the presence of hydrogen cations. Preferred catalysts are further those in which the zeolite has activity and in the range of 5 to 200.
Katalyzátor nemusí sestávat výlučně ze zeolitu, nýbrž může být stejně dobře tvořen směsí zeolitu, jako shora uvedeného zeolitu s pojivém, například s žáruvzdorným kysličníkem přírodního nebo syntetického typu. Vhodnými přírodními kysličníky jsou montmorillonit nebo kaolin, vhodnými syntetickými kysličníky jsou silika, alumina, kysličník horečnatý, zirkoničitý, thoričitý, berylnatý a/nebo titaničitý. Pokud se pojivá používá, může tvořit 1 až 99, přednostně 20 až 95 hmotnostních % katalyzátoru. Přednostní obsah je 30 až 40 hmotnostních %.The catalyst does not have to consist exclusively of zeolite, but can be as well composed of a zeolite mixture as the above zeolite with a binder, for example a refractory natural or synthetic type oxide. Suitable natural oxides are montmorillonite or kaolin, suitable synthetic oxides are silica, alumina, magnesium oxide, zirconia, thorium, beryllium and / or titanium dioxide. When used, the binder may comprise 1 to 99%, preferably 20 to 95% by weight of the catalyst. The preferred content is 30 to 40% by weight.
Předmětem vynálezu je dále způsob selektivní výroby p-dialkylbenzenů, ve kterých každá z alkylskupin obsahuje 1 až 4 atomy uhlíku, který se vyznačuje tím, že se Ci—C4 monoalkylbenzen, Cz—Cis olefin a/ /nebo Сз—C44 parafin nebo jakákoli směs shora uvedených látek s benzenem uvede do styku za podmínek konverze se shora popsaným katalyzátorem. Přednostní podmínky konverze jsou tyto: teplota 250 až 750 °C, tlak 9,81 kPa až 9,81.103 kPa a hmotnostní hodinová prostorová rychlost 0,1 až 2000 hod-1.The present invention further provides a process for the selective production of p-dialkylbenzenes wherein each of the alkyl groups contains 1 to 4 carbon atoms, characterized in that the C 1 -C 4 monoalkylbenzene, the C 2 -C 18 olefin and / or C 2 -C 44 paraffin or any mixture thereof of the aforementioned compounds with benzene under conditions of conversion with the catalyst described above. Preferred conversion conditions are: temperature 250 to 750 ° C, pressure 9,81 kPa to 9,81.10 3 kPa and mass hourly space velocity 0.1 to 2000 hr -1 .
Disproporcionace nebo alkylace toluenu alkylačním činidlem s 1 až 4 atomy uhlíku se může s velmi dobrými výsledky provádět při teplotě 400 až 700 °C, tlaku 98,1 až 9,81.103 kPa a při hmotnostní prostorové hodinové rychlosti 0,1 až 100 h_1. Přednostní prostorová rychlost pro tyto dvě konverze je 1 až 50 h-1. Stejných podmínek lze použít též v případě násady tvořené Сз— —C44 parafiny. Сз—Cis olefiny se při výrobě požadovaných p-dialkylbenzenů nechávají se shora uvedeným katalyzátorem reagovat při teplotě 300 až 700 °C, tlaku 9,81 až 9,81.103 kPa a prostorové rychlosti 1 až 1000 h-1.The disproportionation or alkylation of toluene with a C 1 -C 4 alkylating agent can be carried out with very good results at a temperature of 400 to 700 ° C, a pressure of 98.1 to 9.81.10 3 kPa and a mass hourly space velocity of 0.1 to 100 h -1. . The preferred space velocity for the two conversions is 1 to 50 h -1 . The same conditions may also be applied to the batch consisting of C12-C44 paraffins. The cis olefins are reacted with the above catalyst at a temperature of 300 to 700 ° C, a pressure of 9.81 to 9.81 x 3 kPa and a space velocity of 1 to 1000 h -1 to produce the desired p-dialkylbenzenes.
Nejužitečnějšími produkty, které lze získat způsobem podle vynálezu, jsou p-xylen, p-diethylbenzen nebo p-ethyltoluen. V některých případech se jejich výtěžek může zvýšit tak, že se reakce provádí v přítomnosti vodíku, při molárním poměru vodíku к uhlovodíkové násadě účelně v rozmezí 2 až 20.The most useful products obtainable by the process of the invention are p-xylene, p-diethylbenzene or p-ethyltoluene. In some cases, their yield can be increased by carrying out the reaction in the presence of hydrogen at a molar ratio of hydrogen to hydrocarbon feed of conveniently between 2 and 20.
Shora uvedený katalyzátor je obzvláště vhodný pro selektivní výrobu p-dialkylsubstituovaných benzenů obsahujících alkylskupiny s 1 až 4 atomy uhlíku tak, že se uhlovodíkový prekursor, jako je monoalkylsubstituovaný benzen obsahující 1 až 4 atomy uhlíku v alkylovém substituentu, Cz— —Cis-olefiny nebo Сз—C44-pařafin nebo jejich směs, uvede do styku za podmínek konverze s takovým katalyzátorem.The above catalyst is particularly suitable for the selective production of C 1 -C 4 -alkyl-substituted benzenes containing C 1 -C 4 alkyl such that a hydrocarbon precursor such as C 1 -C 4 monoalkyl-substituted benzene, C 2 -C 18 -olefins or C 2 -C 4 -olefins. The C44-paraffin or a mixture thereof is contacted under such conversion conditions with such a catalyst.
Podle přednostního provedení se způsobem podle vynálezu provádí konverze specifických prekursorů na xyleny, ve kterých je podíl p-xylenu podstatně vyšší, než je jeho normální rovnovážná koncentrace, a je přednostně vyšší než 40 hmotnostních °/o, vztaženo na xylenový produkt. Konverze podle vynálezu se provádí v přítomnosti specifického katalyzátoru při teplotě 250 až 750 °C, tlaku 9,81 až 9,81.103 kPa, při hmotnostní prostorové hodinové rychlosti násady v rozmezí 0,1 až asi 2000 h_1. Hmotnostní prostorová hodinová rychlost násady je vztažena na hmotnost katalytické směsi, tj. celkovou hmotnost účinného katalyzátoru a pojivá. Produkt odcházející z reakční zóny se podrobí dělení a destilaci za účelem získání požadovaného produktu, například p-xylenu. Nezreagovaný produkt se recykluje do další reakce.According to a preferred embodiment of the invention, the conversion of specific precursors to xylenes is carried out in which the proportion of p-xylene is substantially higher than its normal equilibrium concentration, and is preferably greater than 40% by weight, based on the xylene product. The conversion according to the invention is carried out in the presence of a specific catalyst at a temperature of 250 to 750 ° C, a pressure of 9.81 to 9.81 x 3 kPa, at a mass hourly space velocity of 0.1 to about 2000 h -1 . The mass hourly space velocity of the feed is based on the weight of the catalyst mixture, i.e. the total weight of active catalyst and binder. The product leaving the reaction zone is subjected to separation and distillation to obtain the desired product, for example p-xylene. Unreacted product is recycled to the next reaction.
Na obr. 1 je znázorněna změna selektivity na p-xylen v závislosti na různé době sorpce pro 30 % kapacity sorpce xylenu u použitého zeolitu.Figure 1 shows the change in selectivity to p-xylene versus different sorption time for 30% xylene sorption capacity of the zeolite used.
Obr. 2 znázorňuje porovnání selektivity na p-xylen dosažené s krystalickým aluminosilikátovým zeolitem jako katalyzátorem, který má jednak malou a jednak velkou velikost krystalů.Giant. 2 shows a comparison of selectivity to p-xylene achieved with crystalline aluminosilicate zeolite as a catalyst having both small and large crystal size.
Obr. 3 znázorňuje změny v konverzi toluenu a v selektivitě na p-xylen v závislosti· na době provozu katalyzátoru za použití toluenu a vodíku, jako společné násady.Giant. 3 shows changes in toluene conversion and selectivity to p-xylene as a function of catalyst operating time using toluene and hydrogen as a common batch.
Jako uhlovodíkového prekursoru lze při způsobu podle vynálezu použít monoalkylsubstituovaného benzenu, obsahujícího 1 až 4 atomy uhlíku v alkylovém substituentu, jako toluenu, C2—Cis-olefinu, jako ethylenu, propyleuiu, butenů, pentenů, hexenů, heptenů, oktenů, nonenů, decenů, pentadecenů nebo jejich vzájemných směsí nebo Сз—C44 parafinů, jako butanu, hexanu, oktanu, dodekanu, eikosanu, dotriakontanu, tetrakontanu, nebo jejich vzájemných směsí. Přednostně mají tyto parafiny přímý nebo jen mírně rozvětvený řetězec.The hydrocarbon precursor used in the process of the invention may be monoalkyl substituted benzene having 1 to 4 carbon atoms in the alkyl substituent such as toluene, C2-C18 olefin such as ethylene, propyl, butenes, pentenes, hexenes, heptenes, octenes, nonenes, decenes, pentadecenes or mixtures thereof; or C12 -C44 paraffins, such as butane, hexane, octane, dodecane, eicosan, dotriacontane, tetracontane, or mixtures thereof. Preferably, these paraffins have a straight or only slightly branched chain.
Typickým procesem spadajícím do rozsahu vynálezu je disproporcionace toluenu na benzen a xylen, při kterém je podíl získaného p-xylenu podstatně vyšší, než je jeho· normální rovnovážná koncentrace. Takový postup se účinně provádí při teplotě přibližně v rozmezí od 400 do 700 °C, za tlakuA typical process within the scope of the invention is the disproportionation of toluene to benzene and xylene, in which the proportion of the obtained p-xylene is substantially higher than its normal equilibrium concentration. Such a process is effectively carried out at a temperature in the range of about 400 to 700 ° C, under pressure
98,1 až 9,81.103 kPa, při hmotnostní hodinové prostorové rychlosti asi 1 až asi 50 h-1.9,81.10 3 to 98.1 kPa at a weight hourly space velocity of about 1 to about 50 h -1.
Další vhodnou surovinou pro způsob podle vynálezu je proud bohatý na Cz—C15-olefiny. Tak lze za použití shora popsaného katalyzátoru účinně převést ethylen, propylen, buteny, penteny, hexeny, dřeny jako butadien, pentadieny, cykloolefiny, jako cyklopenten a cyklohexen, alkyl-substituované cykloolefiny, jako ethylcyklopenten, cyklopentadien a cyklohexadien, ve vysokém výtěžku na p-dialkylsubstituované benzeny. Konverze takové olefinické násady se provádí při teplotě přibližně od 300 do 700 °C a tlaku od tlaku atmosférického do 9,81.103 kPa při hmotnostní hodinové prostorové rychlosti asi od 1 asi do 1000 h_1. Jako zdroje olefinické reakční složky se může použít buď v podstatě čistých proudů, obsahujících Ca—Cis olefiny, nebo proudů získaných z rafinačních nebo chemických postupů, které obsahují vysoký podíl této reakční složky, tj. obecně více než 25 objemových %.Another suitable feedstock for the process of the invention is a stream rich in C 2 -C 15 -olefins. Thus, using the catalyst described above, ethylene, propylene, butenes, pentenes, hexenes, marrows such as butadiene, pentadienes, cycloolefins such as cyclopentene and cyclohexene, alkyl-substituted cycloolefins such as ethylcyclopentene, cyclopentadiene and cyclohexadiene can be effectively converted into p- dialkylsubstituted benzenes. Conversion of such olefin feed is carried out at about 300 to 700 ° C and a pressure from atmospheric pressure to 9,81.10 3 kPa at a WHSV of from about 1 to about 1000 h _1. The sources of the olefinic reactant may be either substantially pure streams containing Ca-C18 olefins or streams obtained from refining or chemical processes which contain a high proportion of the reactant, i.e. generally greater than 25% by volume.
Ještě další surovinou, kterou lze účinně selektivně zpracovat způsobem podle vynálezu na p-dialkylsubstituované benzeny obsahující alkylskupiny s 1 až 4 atomy uhlíku, jsou parafinické uhlovodíky obsahující 3 až 44 atomů uhlíku. Jako reprezentativní příklady takových parafinů lze uvést butany, pentany, hexany, heptany, oktany, dodekany, eikonsany, dotriakontany, tetrakontany a alkylsubstituované deriváty těchto parafinů. Parafinická násada tohoto typu se uvádí do styku se shora popsaným krystalickým aluminosilikátem zeolitického typu jako katalyzátorem při teplotě asi od 400 asi do 700 °C, tlaku asi od tlaku atmosférického do 9,81.103kPa a při hmotnostní hodinové prostorové rychlosti asi 0,1 až asi 100 h-1.Yet another feedstock that can be effectively selectively processed by the process of the invention into p-dialkyl-substituted benzenes containing C1-C4 alkyl groups is paraffinic hydrocarbons having from 3 to 44 carbon atoms. Representative examples of such paraffins include butanes, pentanes, hexanes, heptanes, octanes, dodecanes, eiconsanes, dotriacontanes, tetracontanes and alkyl substituted paraffins. A paraffinic batch of this type is contacted with the above-described zeolite-type crystalline aluminosilicate catalyst at a temperature of from about 400 to about 700 ° C, a pressure of from about atmospheric pressure to about 9 kPa and a mass hourly space velocity of about 0.1 to about 100 h -1.
Rovněž lze jako násady použít směsí aromatických látek. Tak například směs ethylbenzenu a toluenu se převede selektivně na směs bohatou na p-diethylbenzen a p-ethyltoluen, přičemž p-ethyltoluen převažuje, když se použije v násadě vysokého poměru toluenu к ethylbenzenu.Mixtures of flavoring agents may also be used as sticks. For example, a mixture of ethylbenzene and toluene is converted selectively into a mixture rich in p-diethylbenzene and p-ethyltoluene, with p-ethyltoluene predominating when a high ratio of toluene to ethylbenzene is used in the feed.
Reakcí benzenu, toluenu, ethylbenzenu, propylbenzenu nebo butylbenzenu s C2—C20 olefiny nebo C5—C25 parafiny při 250 až 500 °C se získají p-dialkylbenzeny. Tato reakce se přednostně provádí za přetlaku vyššího než 1,38 MPa.Reaction of benzene, toluene, ethylbenzene, propylbenzene or butylbenzene with C2-C20 olefins or C5-C25 paraffins at 250-500 ° C gives p-dialkylbenzenes. This reaction is preferably carried out at an overpressure greater than 1.38 MPa.
Tak například benzen a ethylen v molárním poměru 1:2 až 10 : 1 poskytují p-diethylbenzen vedle ethylbenzenu (tlak 2,76For example, benzene and ethylene in a molar ratio of 1: 2 to 10: 1 give p-diethylbenzene in addition to ethylbenzene (pressure 2.76).
MPa, teplota 415 °C); toluen a 1-okten po218565 skytují p-ethyltoluen a směs n- a isopropyltoluen bohatou na p-isomer.MPa, temperature 415 ° C); toluene and 1-octene of 18565 provide p-ethyltoluene and a mixture of n- and isopropyltoluene rich in p-isomer.
V nepřítomnosti přidaných aromátů poskytují jak C2i—Cis olefiny, tak Оз—C44 parafiny směs aromátů bohatou na p-dialkylbenzeny. Olefiny a vyšší parafiny jsou reaktivnější a vyžadují méně přísné podmínky provozu, například teplotu 230 až 600° Celsia a přednostně 300 až 330 °C, zatímco nižší parafiny, například C3—C3 parafiny, poskytují aromáty v prakticky využitelném výtěžku teprve nad 400 °C. Aromatizace se může provádět za atmosférického nebo za zvýšeného tlaku. Pro zpomalení stárnutí katalyzátoru se může použít nízkého parciálního tlaku vodíku. Vysoký parciální tlak vodíku nad 1,38 MPa má však za následek snížení tvorby aromátů. Vyšším tlakem a nižší teplotou se favorizuje výroba p-dialkylovaných ' benzenů obsahujících vyšší alkylskupiny než Ci, tak například p-ethyltoluen vzniká buď z dodekanu, nebo z 1-butenu při 400 °C, zatímco p-xylen vzniká jakožto· dialkylbenzen při vyšší teplotě.In the absence of added aromatics, both the C 21 -C 18 olefins and the C 22 -C 44 paraffins provide a mixture of aromatics rich in p-dialkylbenzenes. The olefins and higher paraffins are more reactive and require less stringent operating conditions, for example 230 to 600 ° C, and preferably 300 to 330 ° C, while lower paraffins, for example C3-C3 paraffins, provide aromatics in a practically usable yield only above 400 ° C. The aromatization can be carried out under atmospheric or elevated pressure. Low hydrogen partial pressure can be used to slow the aging of the catalyst. However, a high hydrogen partial pressure above 1.38 MPa results in a decrease in aromatic formation. Higher pressure and lower temperatures favor the production of p-dialkylated benzenes containing higher alkyl groups than C 1, for example p-ethyltoluene arises from either dodecane or 1-butene at 400 ° C, while p-xylene is formed as dialkylbenzene at higher temperature .
Methylace toluenu v přítomnosti shora popsaného katalyzátoru, zejména katalyzátoru, na němž jsou uloženy uhlíkaté úsady (koks), se provádí tak, že se toluen uvádí do styku s methylačním činidlem, přednostně methanolem, při teplotě asi od 300 asi do 730 °C, přednostně asi 400 až asi 700 °C.The methylation of toluene in the presence of the above-described catalyst, especially a catalyst on which carbonaceous deposits (coke) are deposited, is carried out by contacting toluene with a methylating agent, preferably methanol, at a temperature of about 300 to about 730 ° C, preferably about 400 to about 700 ° C.
Při vyšších teplotách se dává přednost zeolitům s vysokým poměrem silika/alumina. Tak například katalyzátor ZSM-3 s poměrem SÍO2/AI2O3 300 . nebo vyšším je velmi stabilní za vyšších teplot. Reakce obvykle probíhá za atmosférického tlaku, ale tlak může být přibližně v rozmezí asi od 98,1 kPa do přetlaku asi 6,9 MPa. Hmotnostní hodinová prostorová rychlost, používaná při tomto postupu, je obvykle 1 až asi 2000 h_1. Molární poměr methylačního· činidla k toluenu je obvykle asi od 0,03 asi do 3. Za použití methanolu jako methylačníoo· činidla je vhodný molární poměr methanolu k toluenu asi 0,1 až asi 8 molů methanolu na mol toluenu. Za použití jiných methylačních činidel, jako methylchloridu, methylbromidu, dimethyletheru nebo dimethylsulfidu, může molární poměr methylačního činidla k toluenu kolísat ve shora uvedeném rozmezí. Reakce se účelně provádí při hmotnostní hodinové prostorové rychlosti v rozmezí od 1 asi do 2000, přednostně asi od 3 asi do 1300 h“1 (tj. hmotnostních dílů násady na hmotnostní díly katalyzátoru za hodinu). Reakční produkt, sestávající převážně z p-xylenu, spolu s poměrně menšími množstvími m-xylenu a o-xylenu, se může . oddělovat jakýmkoli vhodným způsobem, například tak, že · se vede vodním kondenzačním chladičem, načež se organická fáze vede do kolony, ve které se provádí chromatografické dělení isomerů xylenu.At higher temperatures, zeolites with a high silica / alumina ratio are preferred. For example, a ZSM-3 catalyst with a SiO2 / Al2O3 ratio of 300. or higher is very stable at higher temperatures. The reaction is typically carried out at atmospheric pressure, but the pressure may be in the range of about 100 psig to about 60 psig. The weight hourly space velocity as used in this process is typically about 1 to 2000 h _1. The molar ratio of methylating agent to toluene is usually from about 0.03 to about 3. Using methanol as the methylating agent, a molar ratio of methanol to toluene of about 0.1 to about 8 moles of methanol per mole of toluene is suitable. Using other methylating agents, such as methyl chloride, methyl bromide, dimethyl ether or dimethylsulfide, the molar ratio of methylating agent to toluene may vary within the above range. The reaction is conveniently carried out at a mass hourly space velocity in the range of from about 1 to about 2000, preferably from about 3 to about 1300 hr -1 (i.e., parts by weight of the feed per part by weight of catalyst per hour). The reaction product, consisting predominantly of p-xylene, together with relatively smaller amounts of m-xylene and o-xylene, can be used. separated by any suitable means, for example by passing through a water condenser, whereupon the organic phase is fed to a column in which the xylene isomers are chromatographically separated.
Podle vynálezu se shora popsané uhlovodíkové prekursory tvořící násadu uvádějí za podmínek konverze do styku s ložem částic katalyzátoru sestávajícího z krystalického aluminosilikátu, který má 1) aktivitu definovanou pomocí hodnoty a v rozmezí asi od 2· asi do 5OTQ, 2] kapacitu sorpce xylenu vyšší než 1 g/100 g zeolitu a 3) · dobu sorpce o-xylenu pro 30 °/o shora uvedené kapacity vyšší než 10 minut, přičemž kapacita sorpce a doba sorpce jsou měřeny při 120 °C a tlaku xylenu 0,6 + 0,1 kPa.In accordance with the present invention, the feedstock hydrocarbon precursors described above are contacted under conversion conditions with a catalyst bed consisting of a crystalline aluminosilicate having 1) an activity defined by a value and in the range of about 2 to about 5 ° C; 1 g / 100 g zeolite and 3) o-xylene sorption time for 30 ° / of the above capacity greater than 10 minutes, the sorption capacity and sorption time are measured at 120 ° C and xylene pressure 0.6 + 0.1 kPa.
Hodnota a odráží relativní aktivitu katalyzátoru vzhledem k vysoce aktivnímu krakovacímu katalyzátoru na bázi siliky-aluminy. Pro určení a hodnoty, tak jak je tento termín v podlohách používán, se určuje konverze n-hetfanu asi při 338 °C. Konverze se mění měněním prostorové rychlosti v rozsahu konverze n-hexanu 10 až 60 %, určí se konstanta na jednotkový objem zeolitu a tato hodnota se porovná s hodnotou pro siliko-aluminový katalyzátor, jehož aktivita při 338 °C slouží jako referenční hodnota. Katalytická aktivita katalyzátorů se pak vyjadřuje jako násobek této standardní hodnoty, tj. hodnoty pro siliko-aluminový standard. Siliko-aluminový referenční katalyzátor obsahuje asi 10 hmotnostních % aluminy, přičemž zbytek tvoří silika. Tato metoda stanovování a-hodnoty (modifikovaná metoda popsaná shora] je důkladně popsána v J-ournal of Catalysis sv. VI str. 278 až 287, 1966.The α value reflects the relative activity of the catalyst relative to the highly active silica-alumina cracking catalyst. For the determination and values as used in the substrates, the conversion of n-hetane at about 338 ° C is determined. The conversion is varied by varying the space velocity in the n-hexane conversion range of 10 to 60%, a constant per unit volume of zeolite is determined, and this value is compared to the value for a silico-alumina catalyst whose activity at 338 ° C serves as a reference value. The catalytic activity of the catalysts is then expressed as a multiple of this standard value, i.e. the value for the silico-aluminum standard. The silico-alumina reference catalyst contains about 10 wt% alumina, the remainder being silica. This method of determining the α-value (modified method described above) is thoroughly described in J-ournal of Catalysis, Vol. VI, pp. 278-287, 1966.
Měření kapacit sorpce uhlovodíků a rychlosti sorpce se účelně provádí gravimetricky na termováhách. Uvedeným měřením se zjistilo, že by byl katalyzátor dostatečně selektivní na p-dialkylsubstiiuované benzeny, musí mít rovnovážnou kapacitu sorpce xylenu, a to· buď p-, m-, o-xylenu nebo jejich směsi, přednostně p-xylenu, poněvadž tento isomer dosahuje rovnováhy v nejkratší době, alespoň 1 g na 100 g zeolitu, přičemž měření se provádí při teplotě 120 °C a tlaku xylenu 0,6+0,1 kPa, a dále, že musí mít sorpční dobu o-xylenu pro 30 · % této kapacity větší než 10 minut (za stejných podmínek teploty a tlaku).The measurement of hydrocarbon sorption capacities and sorption velocities is conveniently performed gravimetrically on thermo-balances. This measurement has shown that the catalyst would be sufficiently selective for p-dialkylsubstituted benzenes, it must have an equilibrium sorption capacity of xylene, either p-, m-, o-xylene or a mixture thereof, preferably p-xylene, since this isomer achieves equilibrium in the shortest time, at least 1 g per 100 g zeolite, measured at 120 ° C and 0.6 x 0.1 kPa xylene pressure, and further having an o-xylene sorption time for 30 ·% of this capacities greater than 10 minutes (under the same temperature and pressure conditions).
Zeolity, které mají velmi vysokou selektivitu při výrobě p-dialkylbenzenu, vyžadují velmi dlouhou dobu, která dosahuje až 1000 minut nebo je i vyšší, pro sorpci o-xylenu v množství 30 % celkové kapacity sorpce xylenu. U těchto látek je vhodnější určovat dobu sorpce do nižšího stupně sorpce, na příklad dobu sorpce 3, 10 nebo 20 % kapacity sorpce. Doba sorpce pro 30 % kapacity se pak může · stanovit odhadem pomocí následujícího vztahu (v případě měření doby sorpce pro 3 % kapacity) to,3 = F . to,03 kde to,3 znamená dobu sorpce pro· 30 % kapacity, to.os znamená dobu sorpce pro 5 % kapacity,Zeolites, which have a very high selectivity in the preparation of p-dialkylbenzene, require a very long time, up to 1000 minutes or more, for the sorption of o-xylene in an amount of 30% of the total sorption capacity of xylene. For these substances it is preferable to determine the sorption time to a lower degree of sorption, for example a sorption time of 3, 10 or 20% of the sorption capacity. The sorption time for 30% capacity can then be estimated using the following formula (in the case of measuring the sorption time for 3% capacity) to, 3 = F. this, 03 where 3 means sorption time for · 30% capacity, it.os means sorption time for 5% capacity,
F představuje faktor, jehož hodnota pro dobu sorpce pro 5, 10 a 20 °/o kapacity je uvedena v následující tabulce % kapacity Hodnota faktoru F sloužísorpce čího pro odhad doby sorpce pro· 30 % kapacity sorpceF represents a factor whose value for the sorption time for 5, 10 and 20 ° / o capacities is given in the table below% of capacity The value of the factor F serves for the sorption time for 30% sorption capacity
536536
109109
202,2202.2
Stanovení velikosti krystalů zeolitu se může provádět pomocí běžné elektronové mikroskopie (SEM), přičemž nejmenší rozměr krystalu se u určitého krystalu bere jako jeho rozměr. Krystalické aluminosilikátové zeolity, které tvoří podstatnou složku katalyzátorů podle vynálezu, jsou charakteristické tím, že jejich rozměr krystalů je větší než asi 0,5 μπι. Množství zeolitu s touto velikostí krystalů má být takové, aby měl zeolit řídící vliv na požadovanou selektivní výrobu p-dialkylsubstituovaných benzenů. Obvykle má převážné množství zeolitu, které je v katalyzátoru přítomno, tj. množství nad 50 hmotnostních % a přednostně až 100 hmotnostních %, shora uvedených rozměr krystalů.The determination of the crystal size of the zeolite can be carried out by conventional electron microscopy (SEM), the smallest dimension of the crystal being taken as the dimension of the crystal. The crystalline aluminosilicate zeolites, which form an essential component of the catalysts of the invention, are characterized in that their crystal size is greater than about 0.5 µπι. The amount of zeolite having this crystal size should be such that the zeolite has a controlling effect on the desired selective production of p-dialkyl-substituted benzenes. Typically, the predominant amount of zeolite present in the catalyst, i.e., above 50% by weight and preferably up to 100% by weight, has the above crystal size.
Kromě elektronové mikroskopie je jako prostředek pro výběr krystalických aluminosilikátových zeolitu účinných jako katalyzátorů při způsobu podle vynálezu užitečné měření kapacity sorpce uhlovodíků a rychlosti této sorpce. Tato měření se provádějí účelně gravimetricky na termováhách.In addition to electron microscopy, measuring the hydrocarbon sorption capacity and sorption rate is useful as a means for selecting crystalline aluminosilicate zeolites effective as catalysts in the method of the invention. These measurements are expediently carried out gravimetrically on thermo-balances.
Ukládání uhlíkatých úsad na katalyzátoru, které se běžně označují jako „koks” a které vznikají rozkladem uhlovodíků, obvykle probíhá v průběhu reakce, jako například methylace toluenu v přítomnosti popsaného katalyzátoru při vyšší teplotě. Předběžné zakoksování (předkoksování) katalyzátoru se obvykle provádí tak, že se nejprve používá při požadované reakci katalyzátoru nezakoksovaného, přičemž v průběhu reakce se koks ukládá na povrchu katalyzátoru. Množství koksu na katalyzátoru se pak reguluje ve shora uvedeném rozmezí asi od 15 asi do 75 hmotnostních % periodickými regeneracemi, které se provádějí vystavením katalyzátoru kyslíkaté atmosféře za zvýšené teploty.The deposition of carbonaceous deposits on the catalyst, commonly referred to as " coke ", which results from the decomposition of hydrocarbons, usually takes place during the reaction, such as the methylation of toluene in the presence of the described catalyst at a higher temperature. Pre-coking of the catalyst is usually carried out by first using the desired non-coking catalyst reaction, during which the coke is deposited on the catalyst surface. The amount of coke on the catalyst is then controlled in the above range from about 15 to about 75% by weight of the periodic regenerations which are performed by exposing the catalyst to an oxygen atmosphere at elevated temperature.
Jednou výhodou použití shora popsaného· katalyzátoru je snadnost, s jakou se regeneruje. Po používání předkoksovaného· katalyzátoru pro provádění požadované reakce po takovou dobu, že aktivita katalyzátoru se sníží až do bodu, kdy je další použití neekonomické, se může katalyzátor snadno regenerovat vypálením přebytku koksu v kyslíkaté atmosféře, například ve vzduchu, obvykle při teplotě přibližně v rozmezí 400 až 700 °C. Při této· operaci se mů10 že katalyzátor zbavit koksu v podstatě úplně, takže je nutno katalyzátor podrobit předkoksování, nebo se může katalyzátor při regeneraci vypalováním zbavit koksu jen částečně, přičemž zbytek koksových úsad, tj. množství, které je přibližně v rozmezí od 15 do 75 hmotnostních %, se na povrchu katalyzátoru ponechá. Takto regenerovaného katalyzátoru lze pak dále použít při požadované selektivní výrobě p-xylenu.One advantage of using the catalyst described above is the ease with which it is regenerated. After using the precoking catalyst to carry out the desired reaction for a time such that the activity of the catalyst is reduced to the point where further use is uneconomical, the catalyst can be easily regenerated by burning excess coke in an oxygen atmosphere, e.g. air, usually at about 400 DEG-700 DEG. In this operation, the catalyst may be substantially free of coke, so that the catalyst needs to be subjected to precoking, or the catalyst may be partially cured of the coke regeneration, with the remainder of the coke deposits, i.e. an amount of approximately 15 to 75% by weight is left on the catalyst surface. The catalyst thus regenerated can then be further used in the desired selective production of p-xylene.
Podle přednostního provedení vynálezu se může použít krystalického aluminosilikátového zeolitu po předběžné modifikaci, která spočívá v selektivním zakoksování, tj.· v uložení alespoň asi 1 hmotnostního °/o a obvykle · asi 2 až asi 40 hmotnostních °/o uhlíkatých úsad na povrchu katalyzátoru, vztaženo· na hmotnost celého· katalyzátoru. Pokud se používá zeolitu v podstatě v čisté formě nebo v kombinaci s pojivém způsobujícím malé koksování, jako se silikou, je hmotnostní percentuální podíl koksu na katalyzátoru obvykle v rozmezí od 2 do 10 hmotnostních %. Když se zeolit kombinuje s pojivém, které má vysokou tendenci ke koksování, jako s aluminou, je obsah koksu v celkovém katalyzátoru přibližně v rozmezí od 1 do 40 hmotnostních %. Přeďk-oksování se může provést tak, že se· katalyzátor uvede do styku s uhlovodíkovou násadou, například s toluenem, za velmi přísných podmínek nebo alternativně při sníženém poměru koncentrací vodík/uhlovodík, tj. při poměru 0· až 1 mol vodíku k uhlovodíku po dobu postačující k vyloučení požadovaného množství koksu na katalyzátoru.According to a preferred embodiment of the invention, a crystalline aluminosilicate zeolite may be used after a preliminary modification consisting in selective coking, i.e., at least about 1% by weight and usually about 2 to about 40% by weight carbonaceous deposits on the catalyst surface. The weight of the whole catalyst. When zeolite is used in substantially pure form or in combination with a binder causing small coking, such as silica, the weight percent of coke on the catalyst is usually in the range of 2 to 10% by weight. When the zeolite is combined with a binder that has a high tendency to coke, such as alumina, the coke content of the total catalyst is in the range of about 1 to 40% by weight. The precursion can be carried out by contacting the catalyst with a hydrocarbon feed, for example toluene, under very stringent conditions or alternatively at a reduced hydrogen / hydrocarbon concentration ratio, i.e. at a ratio of 0 to 1 mol of hydrogen to hydrocarbon. sufficient time to eliminate the desired amount of coke on the catalyst.
Předběžná modifikace zeolitu se může vhodně provést též tak, že se zeolit kombinuje s malým množstvím, obvykle asi s 2 až asi 30 hmotnostmmi % obtížně redukovatelného kysličníku, jako kysličníku antimonu, fosforu, boru, hořčíku, uranu, zinku a/nebo vápníku. Smísení požadovaného kysličníku se zeolitem se může snadno provést tak, že- se zeolit smísí s roztokem vhodné sloučeniny prvku, který se má zavést, pak se katalyzátor vysuší a nakonec se kalcimací sloučenina prvku převede do formy oxidu.Preliminary modification of zeolite can suitably also be performed such that the zeolite is combined with a small amount, usually about 2 and about 30 hours motnostmmi% OBT Iz some redu to ovatelného oxide such as antimony oxide, phosphorus, boron, magnesium, uranium, zinc and / or calcium. The mixing of the desired oxide with the zeolite can readily be accomplished by mixing the zeolite with a solution of a suitable compound of the element to be introduced, then drying the catalyst and finally converting the calcining compound of the element into the oxide form.
Podle výhodného provedení se shora uvedená modifikace pomocí obtížně redukovatelných kysličníků provádí tak, že se do katalyzátoru zavede současně kysličník fosforu a hořčíku. Příprava takového katalyzátoru (který je obzvláště účinný při disproporcionaci toluenu) se provádí ve dvou stupních. V prvním stupni se krystaly zeolitu v takové formě, že prakticky neobsahují alkalický kov, tj. obsahující méně než asiAccording to a preferred embodiment, the aforementioned modification by means of hardly reducible oxides is carried out by simultaneously introducing phosphorus and magnesium oxide into the catalyst. The preparation of such a catalyst (which is particularly effective in toluene disproportionation) is carried out in two stages. In the first step, the zeolite crystals are such that they are substantially free of alkali metal, i.e., containing less than about
1,5 hmotnostního % alkalického kovu, a ve kterých je alespoň část původních asociovaných kationtů · nahrazena kationty vodíku, uvedou do styku se sloučeninou fosforu.1.5 wt.% Of the alkali metal, and in which at least a portion of the original associated cations are replaced by hydrogen cations, are contacted with the phosphorus compound.
Reprezentativními sloučeninami obsahujícími fosfor jsou deriváty spadjící do sku218565 pln sloučenin definovanými obecnými vzorciRepresentative phosphorus-containing compounds are derivatives falling within the group of compounds defined by the general formulas
РХз, RPX2, R3P, ХзРО, (ХОз)РО, (ХО)зР, КзР = О, RsP = S, R2PX, RPOž, RPS2, R'P(O) (OX)2, RP(S) (SX)2, R2P(O)OX, R2P(S)SX, RP(OX)2, RP(SX)2, ROP(OX)2, RSP(SX)2, (RS]2PSP(SR)2 a (RO)2POP(OR)2 kdeРХз, RPX2, R3P, ХзРО, (ХОз) РО, (ХО) зР, КзР =,, RsP = S, R2PX, RPOž, RPS2, R'P (O) (OX) 2, RP (S) (SX) 2, R2P (O) OX, R 2 P (S) SX, RP (OX) 2, RP (SX) 2, ROP (OX) 2, RSP (SX) 2, (RS] 2PSP (SR) 2, and ( RO) 2POP (OR) 2 where
R představuje alkyl- nebo aryl-, jako fenylskupinu,R is alkyl or aryl, such as phenyl,
X znamená vodík, R nebo halogeníd.X is hydrogen, R or halogen.
Tyto sloučeniny zahrnují primární fosfiny vzorce RPH2, sekundární fosfiny vzorce R2PH a terciární fosfiny vzorce R3P, jako butylfosfin, terciární fosfinoxidy vzorce R3PO, jako tributylfosfinoxid, terciární fosfinsulfidy vzorce R3PS, fosfonové kyseliny primární vzorce RP(O)(OX)2 a sekundární vzorce R2P(.O)OX, jako je benzenfosfonová kyselina, odpovídající thioderiváty vzorců RP(S](SX)2 a R2P(S)SX, estery fosfonových kyselin, jako je diethylfosfonát obecných vzorců (RO)2P(O}H, dialkylalkylfosfonáty vzorců (RO)2P(O]R a alkyldialkylfosfináty vzorců (RO)P(O]R2, fosforné kyseliny vzorce R2POX, jako je kyselina diethylfosforná, fosfity primární vzorce (RO]P(OX)2, sekundární vzorce (ROJ2POX a terciární vzorce (ROJsP, estery, jako je monopropylester, alkyldialkylfosfinity vzorce (ROJPR2 a dialkylalkylfosfonitové estery vzorce (ROjzPR. Může se použít též odpovídajících thioderivátů, jako sloučenin vzorců (RSjzPfSJH, (RS)žP(SJR, (RS]P(S)R2, R2PSX, (RS)P(SX)2, [RSjaPSX, (RS)3P, (RS)PR2 a (RS)2!PR. Jako příklady esterů kyseliny fosforité lze uvést trimethylfosfit, triethylfosfit, diisopropylfosfit, butylfosfit a pyrofosfity jako tetraethylpyrofosfit. Alkylové skupiny v uvedených sloučeninách obsahují 1 až 4 atomy uhlíku.These compounds include primary phosphines of formula RPH2, secondary phosphines of formula R2PH and tertiary phosphines of formula R3P such as butylphosphine, tertiary phosphine oxides of formula R3PO such as tributylphosphine oxide, tertiary phosphine sulfides of formula R3PS, phosphonic acids of primary formula RP (O) (OX) 2 and secondary formulas R2P (.O) OX, such as benzenephosphonic acid, the corresponding thioderivatives of formulas RP (S] (SX) 2 and R2P (S) SX, phosphonic acid esters such as diethylphosphonate of formulas (RO) 2P (O) H, dialkylalkylphosphonates of formulas ( RO) 2P (O) R and alkyldialkylphosphinates of formulas (RO) P (O) R2, phosphoric acids of formula R2POX such as diethylphosphoric acid, phosphites of primary formula (RO] P (OX) 2, secondary formulas (ROJ2POX and tertiary formulas (ROJsP) esters such as monopropyl ester, alkyldialkylphosphinites of formula (ROJPR2 and dialkylalkylphosphonite esters of formula (ROjZPR). The corresponding thioderivatives may also be used as compounds of formulas (RSjzPfSJH, (RS) p (SJR, (RS) P (S) R2, R2 PSX, (RS) P (SX) 2, [RSaPSX, (RS) 3P, (RS) PR2, and (RS) 2 ! PR. Examples of phosphorous acid esters include trimethyl phosphite, triethyl phosphite, diisopropyl phosphite, butyl phosphite and pyrophosphites such as tetraethylpyrophosphite. The alkyl groups in said compounds contain 1 to 4 carbon atoms.
Jako jiné vhodné sloučeniny obsahující fosfor lze uvést halogenidy fosforu, jako chlorid, bromid a jodid fosforitý, alkylfosforodichloridity vzorce [ROJPCI2, dialkylfosforochloridity, vzorce (ROJ2PX, dialkylfosfionochloridity vzorce R2PCI, alkylalkylfosfonochloridáty vzorce (RO) (R) P (O) Cl, dialkylfosfinochloridáty vzorce R2P(OJC1 a RP(O)C12. Lze použít též odpovídajících thioderivátů vzorců (RSJPCI2, (RSJžPX, (RS)(R)P(S)C1 a RzPfSjCl.Other suitable phosphorus-containing compounds include phosphorus halides such as phosphorus trichloride, bromide and iodide, alkylphosphorodichloridities of formula [ROJPCI2, dialkylphosphorochloridities of formula (ROJ2PX), dialkylphosphionochloridities of formula R2PCI, alkylalkylphosphonochloridates of formula (RO) (R) P (O) Cl, dialkylphosphorochlorides R2P (OJC1 and RP (O) C12) The corresponding thioderivatives of formulas (RSJPCI2, (RSJPX, (RS) (R) P (S) C1 and RzPfSjCl) may also be used.
Přednostními sloučeninami obsahujícími fosfor jsou difenylfosfinchlorid, trimethylfosfit a chlorid fosforitý, kyselina fosforečná, fenylfosfinoxychlorid, trimethylfosfát, difenylfosforná kyselina, difenylfosfinová kyselina, diethylchlorthiofosfát, kyselý methylfosfát a jiné reakční produkty alkoholů s kysličníkem fosforečným.Preferred phosphorus-containing compounds are diphenylphosphine chloride, trimethylphosphite and phosphorus trichloride, phosphoric acid, phenylphosphinoxy chloride, trimethylphosphate, diphenylphosphoric acid, diphenylphosphinic acid, diethylchlorothiophosphate, acid methylphosphate and other reaction products of alcohols with phosphorus pentoxide.
Reakce zeolitu se sloučeninou fosforu se provádí tak, že se zeolit uvede do styku s touto sloučeninou. Když je použitá sloučenina fosforu kapalná, může se jí na zpracování zeolitu používat ve formě roztoku v rozpouštědle. Může se použít jakéhokoli rozpouštědla, které je poměrně inertní vůči použité sloučenině a vůči zeolitu. Vhodnými rozpouštědly jsou voda a kapalné alifatické, aromatické uhlovodíky nebo alkoholy. Je-li sloučeninou obsahující fosfor například trimethylfosfit nebo kapalný chlorid fosforitý, může se používat uhlovodíkového rozpouštědla, jako n-oktanu. Kapalných sloučenin obsahujících fosfor lze použít rovněž bez rozpouštědla, jako čistých kapalných látek. Je-li sloučenina obsahující fosfor v plynné fázi, například když se použije plynného chloridu fosforitého, může se této sloučeniny použít jako takové nebo se jí může použít ve směsi s plynným ředidlem, které je relativně inertní vůči sloučenině obsahující fosfor a vůči zeolitu, jako se vzduchem nebo dusíkem, nebo s organickým rozpouštědlem, jako oktanem nebo toluenem.The reaction of the zeolite with a phosphorus compound is carried out by contacting the zeolite with the phosphorus compound. When the phosphorus compound used is liquid, it can be used as a solution in a solvent to treat the zeolite. Any solvent that is relatively inert to the compound used and to the zeolite can be used. Suitable solvents are water and liquid aliphatic, aromatic hydrocarbons or alcohols. If the phosphorus-containing compound is, for example, trimethylphosphite or liquid phosphorus trichloride, a hydrocarbon solvent such as n-octane may be used. Liquid phosphorus-containing compounds can also be used without solvent as pure liquid substances. If the phosphorus-containing compound is in the gas phase, for example when phosphorus trichloride is used, it can be used as such or used in admixture with a gaseous diluent that is relatively inert to the phosphorus-containing compound and to the zeolite, such as air or nitrogen, or with an organic solvent such as octane or toluene.
Předtím než se zeolit nechá reagovat se sloučeninou obsahující fosfor, může se zeolit vysušit. Sušení se může provádět v přítomnosti vzduchu a může se pracovat za vyšších teplot. Použitá teplota však nemá být tak vysoká, aby se narušila krystalická struktura zeolitu.The zeolite may be dried before being reacted with the phosphorus-containing compound. The drying may be carried out in the presence of air and may be carried out at higher temperatures. However, the temperature used should not be so high as to disrupt the crystalline structure of the zeolite.
Katalyzátor obsahující fosfor se po přípravě a před použitím rovněž přednostně podrobuje zahřívání. Zahřívání se může provádět v přítomnosti kyslíku, například vzduchu, a může se provádět při teplotě asi 150° Celsia. Přednostně se vsak katalyzátor zahřívá na vyšší teploty, tj. až do asi 500 °C po dobu 1 až 5 hodin, ale může se zahřívat i déle, například až 24 hodin nebo ještě déle. I když se může používat i teplot asi 500° Celsia, není to nutné. Při teplotách asi 1000 °C se začíná zhoršovat krystalická struktura zeolitu. Po zahřívání na vzduchu při zvýšených teplotách je fosfor přítomen ve formě oxidu.The phosphorus-containing catalyst is also preferably subjected to heating after preparation and before use. The heating may be carried out in the presence of oxygen, for example air, and may be carried out at a temperature of about 150 ° C. Preferably, however, the catalyst is heated to higher temperatures, i.e. up to about 500 ° C for 1 to 5 hours, but may be heated for longer, for example up to 24 hours or more. Although temperatures of about 500 ° C may be used, this is not necessary. At temperatures of about 1000 ° C, the crystalline structure of the zeolite begins to deteriorate. After heating in air at elevated temperatures, phosphorus is present as an oxide.
Množství kysličníku fosforu zavedeného do zeolitu má být alespoň 0,25 hmotnostního %. Přednostně je však množství kysličníku fosforu v zeolitu alespoň 2 hmotnostní %, zejména v tom případě, když je zeolit smíšen s pojivém, například 35 hmotnostními % aluminy. Množství kysličníku fosforu může být až asi 25 hmotnostních % nebo ještě vyšší, v závislosti na množství a typu přítomného pojivá. Přednostně je množství kysličníku fosforu zavedeného do ze> litu v rozmezí asi od 0,7 asi do 15 hmotnostních %.The amount of phosphorus oxide introduced into the zeolite should be at least 0.25% by weight. Preferably, however, the amount of phosphorus oxide in the zeolite is at least 2% by weight, especially when the zeolite is mixed with a binder, for example 35% by weight of alumina. The amount of phosphorus oxide may be up to about 25% by weight or more, depending on the amount and type of binder present. Preferably, the amount of phosphorus oxide introduced into the zeolite is in the range of about 0.7 to about 15% by weight.
Množství kysličníku fosforu zavedeného do zeolitu reakcí s elementárním fosforem nebo sloučeninou obsahující fosfor je závislé na několika faktorech. Jedním z nich je reakční doba, tj. doba, po kterou je zeolit a zdroj obsahující fosfor udržovány ve vzájemném styku. Se zvyšující se reakční dobou se při konstantních hodnotách ostatních faktorů zavede do zeolitu větší množství fosforu. Dalšími faktory na nichž závisí množství fosforu zavedeného do zeolitu, jsou reakční teplota, koncentrace sloučeniny fosforu s reakční směsí, stupeň, na jaký byl zeolit vysušen před reakcí se sloučeninou obsahující fosfor, podmínky sušení zeolitu po reakci zeolitu se sloučeninou obsahující fosfor a množství a typ pojivá smíšeného se zeolitem.The amount of phosphorus oxide introduced into the zeolite by reaction with elemental phosphorus or a phosphorus-containing compound is dependent on several factors. One of these is the reaction time, i.e. the time for which the zeolite and the phosphorus-containing source are maintained in contact with each other. As the reaction time increases, more phosphorus is introduced into the zeolite at constant values of other factors. Other factors upon which the amount of phosphorus introduced into the zeolite depends are the reaction temperature, the concentration of the phosphorus compound with the reaction mixture, the degree to which the zeolite was dried before reaction with the phosphorus-containing compound, drying conditions of the zeolite after reaction of the zeolite with the phosphorus-containing compound. binders mixed with zeolite.
Do zeolitu obsahujícího kysličník fosforu se pak zavádí kysličník hořečnatý tak, že se zeolit uvede do styku s vhodnou sloučeninou hořčíku. Jako reprezentativní sloučeniny obsahující hořčík lze uvést octan horečnatý, dusičnan horečnatý, benzoan hořečnatý, propionan hořečnatý, 2-ethylhexanan hořečnatý, uhličitan hořečnatý, mravenčan hořečnatý, šťavelan hořečnatý, magnesiumamid, bromid hořečnatý, hydrid hořčíku, mléčnan hořečnatý, lauran hořečnatý, olejnan hořečnatý, palmitan hořečnatý, salicylan horečnatý, stearan hořečnatý a sirník hořečnatý.Magnesium oxide is then introduced into the phosphorous-containing zeolite by contacting the zeolite with a suitable magnesium compound. Representative magnesium containing compounds include magnesium acetate, magnesium nitrate, magnesium benzoate, magnesium propionate, magnesium 2-ethylhexanate, magnesium carbonate, magnesium formate, magnesium oxalate, magnesium amide, magnesium bromide, magnesium hydride, magnesium lactate, magnesium laurate, magnesium laurate, magnesium palmitate, magnesium salicylate, magnesium stearate and magnesium sulfide.
Reakce zeolitu se sloučeninou hořčíku se provádí tak, že se zeolit uvede s touto sloučeninou do styku. Je-li použitá sloučenina hořčíku kapalná, může se jí na zpracování zeolitu používat ve formě roztoku v rozpouštědle. Může se použít jakéhokoli rozpouštědla, které je poměrně inertní vůči použité sloučenině a vůči zeolitu. Vhodnými rozpouštědly jsou voda a kapalné alifatické, aromatické uhlovodíky nebo alkoholy. Kapalných sloučenin obsahujících hořčík lze použít rovněž bez rozpouštědla, jako čistých kapalných látek.The reaction of the zeolite with the magnesium compound is carried out by contacting the zeolite with the magnesium compound. If the magnesium compound used is liquid, it can be used as a solution in a solvent to treat the zeolite. Any solvent that is relatively inert to the compound used and to the zeolite can be used. Suitable solvents are water and liquid aliphatic, aromatic hydrocarbons or alcohols. Liquid magnesium-containing compounds can also be used without solvent as pure liquid substances.
Obsahuje-li. sloučenina hořčík v plynné fázi, může se této sloučeniny použít jako takové nebo se jí může použít ve směsi s plynným ředidlem, které je relativně inertní vůči sloučenině obsahující hořčík a vůči zeolitu, jako s heliem nebo· s dusíkem, nebo s organickým rozpouštědlem, jako oktanem· nebo toluenem.If it contains. the magnesium compound in the gas phase may be used as such or may be used in admixture with a gas diluent which is relatively inert to the magnesium containing compound and to the zeolite, such as helium or nitrogen, or an organic solvent such as octane or toluene.
Po zavedení sloučeniny obsahující hořčík a před použitím se může zeolit přednostně zahřívat. Zahřívání se může provádět v přítomnosti kyslíku, například vzduchu, a může se provádět při teplotě asi 150 °C. Přednostně se však katalyzátor zahřívá na vyšší teploty, tj. až do asi 500 °C po dobu 1 až 5 hodin, ale může se zahřívat i déle například až 24 hodin nebo ještě déle. I když se může používat i teplot nad asi 500 °C, není to obvykle nutné. Při teplotách asi 1000 °C se začíná zhoršovat krystalická struktura zeolitu. Po zahřívání na vzduchu při zvýšených teplotách je hořčík přítomen ve formě oxidu.After introduction of the magnesium-containing compound and prior to use, the zeolite may preferably be heated. The heating may be carried out in the presence of oxygen, for example air, and may be carried out at a temperature of about 150 ° C. Preferably, however, the catalyst is heated to higher temperatures, i.e. up to about 500 ° C for 1 to 5 hours, but may be heated for longer, for example, up to 24 hours or more. Although temperatures above about 500 ° C can be used, this is not usually necessary. At temperatures of about 1000 ° C, the crystalline structure of the zeolite begins to deteriorate. After heating in air at elevated temperatures, magnesium is present as an oxide.
Množství kysličníku horečnatého zavedeného do zeolitu má být alespoň 0,25 hmotnostního °/o. Přednostně je však množství kysličníku hořečnatého v zeolitu alespoň 1 hmotnostní %, zejména v tom případe, když je zeolit smíšen s pojivém, například 35 hmotnostními % aluminy. Množství kysličníku horečnatého může být až asi 25 hmotnostních % nebo ještě vyšší, v závis losti na množství a typu přítomného pojivá. Přednostně je množství kysličníku hořečnatého zavedeného do zeolitu v rozmezí asi od 1 asi do 15 hmotnostních %.The amount of magnesium oxide introduced into the zeolite should be at least 0.25% by weight. Preferably, however, the amount of magnesium oxide in the zeolite is at least 1% by weight, especially when the zeolite is mixed with a binder, for example 35% by weight of alumina. The amount of magnesium oxide may be up to about 25% by weight or more, depending on the amount and type of binder present. Preferably, the amount of magnesium oxide introduced into the zeolite is in the range of about 1 to about 15% by weight.
Množství kysličníku hořečnatého zavedeného do zeolitu reakcí s roztokem sloučeniny hořčíku a následující kalcinací na vzduchu je závislé na několika faktorech. Jedním z nich je reakční doba, tj. doba, po· kterou jsou zeolit a zdroj obsahující hořčík udržovány ve vzájemném styku. Se zvyšující se reakční dobou se při konstantních hodnotách ostatních faktorů zavede do zeolitu větší množství hořčíku. Dalšími faktory, na nichž závisí množství hořčíku zavedeného do zeolitu, jsou reakční teplota, koncentrace sloučeniny hořčíku v reakční směsi, stupeň, na jaký byl zeolit vysušen před reakcí se sloučeninou obsahující hořčík, podmínky sušení zeolitu po reakci zeolitu •se sloučeninou obsahující hořčík a množství a typ pojivá smíšeného se zeolitem.The amount of magnesium oxide introduced into the zeolite by reaction with a solution of the magnesium compound and subsequent calcination in air is dependent on several factors. One of these is the reaction time, i.e. the time during which the zeolite and the magnesium-containing source are kept in contact with each other. As the reaction time increases, more magnesium is introduced into the zeolite at constant values of other factors. Other factors on which the amount of magnesium introduced into the zeolite depends are the reaction temperature, the concentration of the magnesium compound in the reaction mixture, the degree to which the zeolite was dried before reaction with the magnesium-containing compound, drying conditions of the zeolite after the zeolite reaction. and a type of binder mixed with zeolite.
Po styku zeolitu obsahujícího kysličník fosforu s reakčním činidlem obsahujícím hořčík se výsledný katalyzátor vysuší a zahřívá podobným způsobem, jako to bylo popsáno při přípravě zeolitu obsahujícího kysličník fosforu.After contacting the phosphorous-containing zeolite with the magnesium-containing reagent, the resulting catalyst is dried and heated in a manner similar to that described for the preparation of the phosphorous-containing zeolite.
Podle jiné varianty je dalším výhodným katalyzátorem podle vynálezu, který je obzvláště užitečný při selektivní disproporcionaci toluenu na p-xylen, katalyzátor, ve kterém zeolit obsahuje uvnitř své krystalické struktury dispergovanou amorfní siliku zavedenou do krystalického zeolitu až po jeho vzniku. Množství zavedené siliky je alespoň asi 0,1 hmotnostního % a obvykle je přibližně v rozmezí od 2 do 10 hmotnostních %.In another variation, another preferred catalyst of the invention, which is particularly useful in the selective disproportionation of toluene to p-xylene, is a catalyst in which the zeolite contains dispersed amorphous silica within its crystalline structure until it is formed. The amount of silica introduced is at least about 0.1% by weight, and is usually in the range of about 2 to 10% by weight.
Takový katalyzátor se účelně vyrobí sorpcí sloučeniny obsahující křemík, obvykle silinu, do pórů krystalického aluminosilikátového zeolitu, který má shora uvedený poměr silika/alumina a C-index. Rozměry molekuly použité sloučeniny křemíku jsou takové, že se snadno nasorbují od pórů krystalického aluminosilikátového zeolitu. Adsorbovaná sloučenina křemíku obsažená v pórech krystalického aluminosilikátu se podrobí katalyzované hydrolýze buď hydrolýzou katalyzovanou bází, tj. stykem· s· roztokem vodného amoniaku, nebo kysele katalyzovanou hydrolýzou v přítomnosti Lewisovy nebo Bronstedovy kyseliny, například za použití vodného roztoku kyseliny chlorovodíkové, po které se provede kalcinace na vzduchu při teplotě přibližně v rozmezí od 300 do 700 °C za vzniku amorfní siliky obsažené v pórech krystalického aluminosilikátového zeolitu.Suitably, such a catalyst is prepared by adsorption of a silicon-containing compound, usually siline, into the pores of a crystalline aluminosilicate zeolite having the aforementioned silica / alumina ratio and a C-index. The molecular dimensions of the silicon compound used are such that they readily adsorb from the pores of the crystalline aluminosilicate zeolite. The adsorbed silicon compound contained in the pores of the crystalline aluminosilicate is subjected to catalyzed hydrolysis either by base catalyzed hydrolysis, i.e. by contact with an aqueous ammonia solution or by acid catalyzed hydrolysis in the presence of a Lewis or Bronsted acid, for example using an aqueous hydrochloric acid solution. calcination in air at a temperature in the range of about 300 to 700 ° C to form amorphous silica contained in the pores of the crystalline aluminosilicate zeolite.
Příprava takto modifikovaného zeolitu se přednostně provádí tak, že se krystaly · zeolitu, ve formě, která v podstatě neobsahuje alkalický kov, tj. obsahující méně než asiThe preparation of the modified zeolite is preferably carried out in such a way that the zeolite crystals are in a form substantially free of alkali metal, i.e. containing less than about
1,5 hmotnostního % alkalického kovu, ave které je přednostně alespoň část původních asociovaných kationtů nahrazena vodíkem, uvedou do styku se sloučeninou obsahující křemík, která má takové rozměry molekuly, že se ihned sorbuje do pórů zeolitu. Obvykle se jako sloučeniny obsahující křemík používá sílánu obecného vzorce1.5 wt.% Of an alkali metal, which, preferably at least a portion of the original associated cations are replaced with hydrogen, are contacted with a silicon-containing compound having a molecular size such that it is immediately absorbed into the pores of the zeolite. Generally, a silicone compound of the general formula is used as the silicon-containing compound
RiRi
IAND
R4—Si—RžR4 — Si — R?
IAND
R3 kde každý ze symbolůR3 wherein each of the symbols
Ri a Rž představují vodík, fluor, chlor, methyl-, ethyl-, amino-, methoxy- nebo ethoxyskupinu,R1 and R2 are hydrogen, fluoro, chloro, methyl, ethyl, amino, methoxy or ethoxy,
R3 představuje vodík, fluor, chlor, methyl-, amino- nebo methoxyskupinu aR 3 is hydrogen, fluoro, chloro, methyl, amino or methoxy and
R4 představuje vodík nebo fluor.R 4 is hydrogen or fluoro.
Jinými vhodnými sloučeninami obsahujícími křemík jsou siloxany, jako disiloxany, trisiloxany a vyšší siloxany až do dekasiloxanů, a polysilany, jako disilany, trisilany a vyšší silany, až do dekasilanů. Rovněž se může použít derivátů shora uvedených siloxanů a polysilanů obsahujících methyl-, chlor- nebo fluorsubstituenty, ve kterých atom křemíku neobsahuje více než 1 takový substituent.Other suitable silicon-containing compounds are siloxanes, such as disiloxanes, trisiloxanes and higher siloxanes, up to decasiloxanes, and polysilanes, such as disilanes, trisilanes and higher silanes, up to decasilanes. It is also possible to use derivatives of the abovementioned siloxanes and polysilanes containing methyl, chlorine or fluorine substituents in which the silicon atom contains no more than 1 such substituent.
Použitá sloučenina křemíku může být za podmínek stylen se zeolitem ve formě buď kapaliny, nebo plynu. Póry zeolitu se totiž přednostně, ale nikoli nutně nasycují kapalnou nebo plynnou sloučeninou křemíku. Pak se sloučenina křemíku podrobí shora popsané katalyzované hydrolýze, například tak, že se zeolit obsahující sorbovanou sloučeninu křemíku uvede do styku s vhodnou kyselinou nebo bází po dobu dostačující к provedení požadované hydrolýzy. Při hydrolýze se uvolňuje vodík. Výsledný produkt se pak kalcinuje v atmosféře obsahující kyslík, například na vzduchu při teplotě přibližně v rozmezí 300 až 700 °C po dobu 1 až 24 hodin, za vzniku katalyzátoru obsahujícího specifický krystalický alumino'silikátový zeolit, obsahující siliku ve své vnitřní struktuře.The silicon compound used can be styrene with the zeolite in the form of either a liquid or a gas under conditions. The zeolite pores are preferably, but not necessarily, saturated with a liquid or gaseous silicon compound. Then, the silicon compound is subjected to the catalysed hydrolysis described above, for example by contacting the sorbed silicon compound-containing zeolite with a suitable acid or base for a time sufficient to effect the desired hydrolysis. Hydrolysis releases hydrogen. The resulting product is then calcined in an oxygen-containing atmosphere, for example in air, at a temperature in the range of about 300 to 700 ° C for 1 to 24 hours, to form a catalyst containing a specific crystalline alumino-silicate zeolite containing silica in its internal structure.
Množství siliky zavedené do zeolitu je závislé na několika faktorech. Jedním z nich je doba, po kterou se udržují zeolit a zdroj obsahující křemík ve vzájemném styku. Se zvyšující se dobou styku se při konstatní hodnotě ostatních faktorů zvyšuje množství siliky zavedené do zeolitu. Dalšími faktory, na nichž závisí množství siliky zavedené do zeolitu, jsou teplota, koncentrace použité sloučeniny křemíku v prostředí použitém pro sorpci, stupeň, na jaký byl zeolit vysušen před stykem se sloučeninou obsahující křemík, podmínky hydrolýzy a kalcinace zeolitu po styku zeolitu se sloučeninou křemíku a množství a typ pojivá smíšeného se zeolitem.The amount of silica introduced into the zeolite depends on several factors. One is the time the zeolite and the silicon-containing source are kept in contact with each other. With increasing contact time, the amount of silica introduced into the zeolite increases with the constant value of other factors. Other factors on which the amount of silica introduced into the zeolite depends are the temperature, the concentration of the silicon compound used in the sorption medium, the degree to which the zeolite was dried before contact with the silicon-containing compound, hydrolysis conditions and calcination of the zeolite after contacting the zeolite with the silicon compound. and the amount and type of binder mixed with the zeolite.
Alternativním způsobem modifikovaný zeo lit obsahuje povlak siliky uložený na svém vnějším povrchu. Tento povlak v rozsáhlé míře pokrývá vnější povrch zeolitu, přičemž silika je obsažena takřka výlučně na tomto vnějším povrchu, i když na konečnou lokalizaci siliky má vliv řada faktorů. Povlak siliky se ukládá na povrch zeolitu tak, že se zeolit uvede do styku se sloučeninou křemíku, která má takovou velikost molekul, že nemůže vniknout do pórů zeolitu, a pak se provede zahřívání v atmosféře Obsahující kyslík, jako je vzduch, při teplotě nad 300 °C, ale pod teplotou, při níž dochází к narušení krystalinity zeolitu. Rychlost zahřívání se volí taková, aby sloučenina křemíku nevytékala před tím, než se zoxiduje na siliku.Alternatively, the modified zeolite comprises a silica coating deposited on its outer surface. This coating extensively covers the outer surface of the zeolite, with silica being contained almost exclusively on the outer surface, although a number of factors influence the final location of the silica. The silica coating is deposited on the surface of the zeolite by contacting the zeolite with a silicon compound having a molecular size that cannot penetrate the zeolite pores and then heating in an oxygen-containing atmosphere such as air at a temperature above 300 ° C, but below the temperature at which the zeolite crystallinity is impaired. The heating rate is selected such that the silicon compound does not flow out before it is oxidized to silica.
Jako sloučenin křemíku pro vytvoření silikového povlaku se používá sloučenin obecného vzorceCompounds of the general formula are used as silicon coating compounds
--Sú - O-i fy. >--Are - O-i fy. >
kde ,where,
Ri představuje vodík, fluor, hydroxy-, alkyl-, aralkyl-, alkaryl- nebo fluoralkylskupinu.R 1 is hydrogen, fluoro, hydroxy-, alkyl-, aralkyl-, alkaryl- or fluoroalkyl.
Uhlovodíkové substituenty obvykle obsahují 1 až 10 atomů uhlíku a přednostně jde o methyl nebo ethylskupiny.The hydrocarbon substituents usually contain 1 to 10 carbon atoms and are preferably methyl or ethyl groups.
R2 představuje stejné substituenty jako Rt, s výjimkou sodíku, a n představuje číslo alespoň 10 a obvykle číslo od 10 do 1000.R2 represents the same substituents as R1, except for sodium, and n represents a number of at least 10 and usually a number of from 10 to 1000.
Molekulová hmotnost použité sloučeniny křemíku je obvykle asi 500 až asi 20 000, přednostně asi 1000 až 10 000.The molecular weight of the silicon compound used is usually about 500 to about 20,000, preferably about 1000 to 10,000.
Jako reprezentativní sloučeniny křemíku lze uvést dimethylsiloxan, diethylslloxan, fenylmethylsiloxan, methylhydrogensiloxan, ethylhydrogensiloxan, fenylhydrogensiloxan, methylethylsiloixan, fenylethylsiloxan, difenylsiloxan, methyltrifluorpropylsiloxan, ethyltrifluorpropylsiloxan, polydimethylsiloxan, tetrachlorfenylmethylsiloxan, tetrachlorfenylethylsiloxan, tetrachlorfenylhydrogensiloxan, tetrachlorfenylfenylsiloxan, methylvinylsiloxan a ethylvinylsiloxan.Representative silicone compounds include dimethyl siloxane, diethylslloxan, phenylmethylsiloxane, methyl hydrogen, ethylhydrogensiloxan, fenylhydrogensiloxan, methylethylsiloixan, fenylethylsiloxan, diphenylsiloxane, methyltrifluorpropylsiloxan, ethyltrifluorpropylsiloxan, polydimethylsiloxane, tetrachlorfenylmethylsiloxan, tetrachlorfenylethylsiloxan, tetrachlorfenylhydrogensiloxan, tetrachlorfenylfenylsiloxan, methylvinylsiloxane and ethylvinylsiloxan.
Sloučenina křemíku rozpuštěná ve vhodném rozpouštědle, jako například n-hexanu, pentanu, heptanu, benzenu, toluenu, chloroformu, tetrachlormethanu, se uvádí do styku se shora popsaným zeolitem při teplotě asi od 10 asi do 100 °C po dobu postačující k uložení požadovaného množství křemíku na povrch zeolitu. Doba styku je obvykle v rozmezí od 0,2 do 5 hodin, během kteréžto doby se směs odpaří. Získaný zbytek se pak kalcinuje v atmosféře obsahující kyslík, přednostně na vzduchu, rychlostí 0,2 až 5° Celsia/min až do teploty nad 300 °C, ale pod teplotou, při které dochází k narušení krystalinity zeolitu. Obvykle se pracuje do teploty pod 600 °C a přednostně je teplota kalcinace přibližně v rozmezí od 350 do 550° Celsia. Produkt se udržuje při teplotě kalcinace obvykle po dobu 1 až 24 hodin. Získá se zeolit s povlakem siliky obsahující asi 0,5 až asi 30 hmotnostních °/o a přednostně asi 1 až 15 hmotnostních % siliky.The silicon compound dissolved in a suitable solvent, such as n-hexane, pentane, heptane, benzene, toluene, chloroform, carbon tetrachloride, is contacted with the above-described zeolite at a temperature of about 10 to about 100 ° C for a time sufficient to store the desired amount. silicon on the surface of the zeolite. The contact time is usually in the range of 0.2 to 5 hours during which time the mixture is evaporated. The residue is then calcined in an oxygen-containing atmosphere, preferably in air, at a rate of 0.2 to 5 ° C / min up to a temperature above 300 ° C, but below the temperature at which the zeolite crystallinity is impaired. Generally, the temperature is below 600 ° C and preferably the calcination temperature is in the range of 350 to 550 ° C. The product is kept at a calcination temperature for usually 1 to 24 hours. A silica-coated zeolite is obtained containing about 0.5 to about 30% by weight and preferably about 1 to 15% by weight of silica.
Do rozsahu vynálezu spadají zeolity, jako zeolit X, zeolit Y, ZSM-4, faujasit, mordenit, ferrierit a offretit, které vykazují shora definovanou aktivitu a sorpční vlastnosti. Obzvláštní přednost se dává zeolitům, ve kterých je poměr silika/alumina alespoň 12 a které mají hodnotu C-inde.xu přibližně cd 1 do 12. Tyto zeolity způsobují v průmyslově využitelném výtěžku transformace alifatických uhlovodíků na aromatické uhlovodíky a jsou obecně vysoce účinné při konverzích zahrnujících aromatické uhlovodíky. Mají neobyčejně nízký obsah aluminy, tj. vysoký poměr silika/alumina, jsou velice účinné i při poměru silika/alumina vyšším než 30. Tato aktivita je překvapující, poněvadž aktivita zeolitů je obvykle připisována atomům hliníku v kostře a kationtům asociovaným s těmito atomy hliníku. Tyto zeolity si podržují svou krystaličnost po dlouhou dobu přes přítomnost páry i při vysokých teplotách, které způsobují irreverzibilní zhroucení krystalické kostry jiných zeolitů, například zeolitů typu X nebo A. Kromě toho lze pro regeneraci účinnosti odstranit uhlíkaté úsady, pokud vzniknou, vypálením při vyšší než běžné teplotě. V mnoha médiích vykazují zeolity z této třídy velmi nízkou tendenci ke tvorbě koksu, což má za následek, že mohou být zařazeny do provozu mezi dvěma vypalovacími regeneracemi po dlouhou dobu.Zeolites such as zeolite X, zeolite Y, ZSM-4, faujasite, mordenite, ferrierite and offretite, which exhibit the above-defined activity and sorption properties, are within the scope of the invention. Particular preference is given to zeolites in which the silica / alumina ratio is at least 12 and which have a C-inde.x value of approximately cd 1 to 12. These zeolites cause the transformation of aliphatic hydrocarbons into aromatic hydrocarbons in industrially useful yields and are generally highly efficient in conversions including aromatic hydrocarbons. They have an extremely low alumina content, i.e. a high silica / alumina ratio, and are very effective even at a silica / alumina ratio higher than 30. This activity is surprising since the activity of zeolites is usually attributed to the aluminum atoms in the backbone and the cations associated with these aluminum atoms. These zeolites retain their crystallinity for a long time despite the presence of steam, even at high temperatures, which cause an irreversible collapse of the crystalline backbone of other zeolites, such as type X or A. In addition, carbonaceous deposits, if any, can be removed normal temperature. In many media, zeolites in this class have a very low coke formation tendency, which results in being put into operation between two firing regenerations for a long time.
Důležitou vlastností krystalové struktury této třídy zeolitů je, že umožňují omezený vstup a výstup z intrakrystalického volného prostoru tím, ze mají rozměry pórů větší než asi 5 A a okénka pórů asi o takových rozměrech, které by tvořily desetičlenné kruhy kyslíkových atomů. Je třeba si samozřejmě uvědomit, že tyto kruhy jsou kruhy vzniklé pravidelným umístěním čtyřstěnů vytvářejících aniontovou kostru krystalického aluminosilikátu, přičemž samotné atomy kyslíku jsou vázány ke křemíkovým nebo hliníkovým atomům umístěným ve středech čtyřstěnů. Je tedy možno shrnout, že přednostní zeolity vhodné pro po užití při způsobu podle vynálezu mají tuto kombinaci vlastností: poměr silika/alumina alespoň asi 12 a strukturu zaručující omezený přístup do volného krystalického prostoru.An important feature of the crystal structure of this class of zeolites is that they allow limited entry and exit of intracrystalline free space by having pore dimensions greater than about 5 A and pore windows of about dimensions that would form 10-membered rings of oxygen atoms. Of course, it should be appreciated that these rings are those formed by the regular placement of tetrahedrons forming the anionic backbone of the crystalline aluminosilicate, with the oxygen atoms themselves bound to silicon or aluminum atoms located in the middle of the tetrahedra. In summary, preferred zeolites suitable for use in the method of the invention have the following combination of properties: a silica / alumina ratio of at least about 12 and a structure guaranteeing limited access to the free crystalline space.
Poměr silika/alumina lze určit běžnou analýzou. Tento poměr má představovat co nejpřesněji poměr v pevné aniontové kostře krystalu zeolitu a nemá zahrnovat hliník v pojivu nebo v kationtové formě nebo v jiné formě umístěný v kanálcích. I když lze použít zeolitů s poměrem silika/alumina alespoň 12, přednost se dává použití zeolitů s vyšším poměrem, alespoň asi 40. Obzvláštní přednost se dává použití zeolitů s poměrem silika/alumina alespoň 70. Takové zeolity mají po aktivaci vyšší kapacitu intrakrystalické sorpce pro n-hexan než pro· vodu, tj, vykazují hydrofobní vlastnosti. Předpokládá se, že tento hydrofobní charakter je při způsobu podle vynálezu výhodný.The silica / alumina ratio can be determined by conventional analysis. This ratio should represent as accurately as possible the ratio in the solid anionic backbone of the zeolite crystal and should not include aluminum in the binder or in cationic form or in any other form located in the channels. While zeolites with a silica / alumina ratio of at least 12 can be used, it is preferred to use zeolites with a higher ratio of at least about 40. Especially preferred is the use of zeolites with a silica / alumina ratio of at least 70. Such zeolites have a higher intracrystalline sorption capacity for activation. n-hexane than for water, i.e., exhibit hydrophobic properties. This hydrophobic character is believed to be advantageous in the process of the invention.
Zeolity užitečné jako katalyzátory při způsobu podle vynálezu volně sorbují n-hexan a mají velikost pórů vyšší než asi 5 A. Kromě toho musí jejich struktura umožňovat omezený vstup pro některé větší molekuly. Někdy je možné na základě známé krystalické struktury usoudit, zda existuje omezení vstupu. Tak například, když jsou okénka pórů v krystalu tvořena výhradně osmičlennými kruhy kyslíkových atomů, pak je vstup molekul s větším průřezem, než má n-hexan, v podstatě vyloučen a zeolit není vhodný pro účely vynálezu. Přednost se dává zeolitům s okénky tvořenými desetičlennými kruhy, i když přemrštěné zvlnění nebo ucpání pórů může způsobit, že jsou tyto zeolity takřka neúčinné. Zeolity s okénky tvořenými dvanáctičlennými kruhy obvykle nevykazují dostatečné omezení a nedosahuje se s nimi výhodných konverzí požadovaných podle vynálezu, i když například existují produkty se zvlněnou strukturou jako TMA offretit, který je znám jako· účinný zeolit. Mohou existovat i jiné takové struktury, které jsou v důsledku blokování pórů nebo jiných příčin vhodné.Zeolites useful as catalysts in the process of the invention freely absorb n-hexane and have a pore size greater than about 5 A. In addition, their structure must allow limited entry for some larger molecules. Sometimes, based on the known crystalline structure, it can be judged whether there is an entry restriction. For example, when the pore windows in the crystal are made up of only eight-membered rings of oxygen atoms, the entry of molecules with a larger cross-section than n-hexane is substantially eliminated and the zeolite is not suitable for the purposes of the invention. Preference is given to zeolites with 10-ring windows, although exaggerated ripple or pore clogging may render these zeolites almost ineffective. Zeolites with twelve-membered ring windows usually do not exhibit sufficient limitations and do not achieve the advantageous conversions required by the invention, although, for example, there are corrugated products such as TMA offretite, known as an effective zeolite. There may be other such structures that are suitable due to pore blocking or other causes.
Účinnějším způsobem zjištění, zda zeolit vykazuje potřebné „omezení vstupu”, než je předvídání na základě krystalické struktury, je jednoduché stanovení „indexu omezení” (C-indexu), které se provádí tak, že se malým vzorkem zeolitu o hmotnosti asi 1 g nebo méně kontinuálně nechá procházet směs stejných množství n-hexanu a . 3-methylpentanu za atmosférického tlaku. Přitom se postupuje takto. Vzorek zeolitu ve formě pelet nebo extrudátu se rozdrtí na částice přibližně velikosti hrubého písku a částice se umístí do skleněné trubičky. Před zkoušením se zeolit zpracovává alespoň 15 minut proudem vzduchu o· teplotě 538 °C. Pak se zeolit propláchne heliem a teplota se nastaví mezi 288 a 510 °C pro zajištění celkové konverze mezi 10 až 60 %.A more effective way of determining whether a zeolite exhibits the necessary "input restriction" than that predicted by the crystalline structure is by simply determining the "constraint index" (C-index) by taking a small sample of zeolite weighing about 1 g or a mixture of equal amounts of n-hexane and less is continuously passed through. 3-methylpentane at atmospheric pressure. The procedure is as follows. A sample of zeolite in the form of pellets or extrudates is crushed to particles of approximately coarse sand size and placed in a glass tube. Prior to testing, the zeolite was treated with an air stream of 538 ° C for at least 15 minutes. The zeolite is then flushed with helium and the temperature is adjusted between 288 and 510 ° C to ensure a total conversion of between 10 and 60%.
Směs uhlovodíků se nechá procházet hodinovou prostorovou rychlostí kapalné fáze 1 objem kapalného uhlovodíku/objem katalyzátoru za hodinu zeolitem při takovém zředění heliem, aby byl molární poměr helia k celkovému množství uhlovodíku 4 : 1.The hydrocarbon mixture is passed at hourly space velocity of liquid phase 1 liquid hydrocarbon volume / catalyst volume per hour by zeolite at a dilution with helium such that the molar ratio of helium to total hydrocarbon is 4: 1.
Po· 20 minutách provozu se odebere vzorek proudu vycházejícího z trubičky a analyzuje se, nejvhodněji plynovou chromatografií, aby se zjistily nekonvertované podíly obou uhlovodíků.After 20 minutes of operation, a sample of the stream exiting the tube is taken and analyzed, most preferably by gas chromatography, to determine the unconverted proportions of the two hydrocarbons.
C-index se vypočítá takto:The C-index is calculated as follows:
C-index = logio (podíl zbylého n-hexanu) logio (podíl zbylého 3-methylpentanu)C-index = logio (remaining n-hexane) logio (remaining 3-methylpentane)
C-mdex aproximuje poměr rychlostních konstant krakování obou uhlovodíků. Katalyzátory vhodnými pro účely vynálezu jsou ty, které '. obsahují zeolit, jehož C-index je v rozmezí' od 1,0 do 12,0. Hodnoty C--ndexu některých typických zeolitů jsou tyto:C-mdex approximates the ratio of the cracking rate constants of the two hydrocarbons. Catalysts suitable for the purposes of the invention are those which. they contain a zeolite having a C-index in the range of 1.0 to 12.0. The C-ndex values of some typical zeolites are as follows:
Zeolit C-indexZeolite C-index
ZSM—58,3ZSM — 58.3
ZSM—118,7ZSM — 118.7
ZSM—122ZSM — 122
ZSM—382ZSM — 382
ZSM—354,5ZSM — 354.5
TMA offretit3,7TMA offretit3,7
Beta0,6Beta0,6
ZSM—40,5ZSM — 40.5
H—Zeplon0,4H — Zeplon 0.4
REY0,4 amorfní silika/alumina0,6 erionit38REY0.4 amorphous silica / alumina0.6 erionit38
Je třeba si uvědomit, že shora uvedené hodnoty C-indexu typicky charakterizují uvedené zeolity, ale že jsou komulativním výsledkem několika proměnných, použitých při jejich stanovení a výpočtu. V důsledku toho se může C-index zkoušeného zeolitu měnit v rozsahu daném přibližně rozmezím 1 až 12 v závislosti na použité teplotě, spadající do shora uvedeného rozmezí 288 ažIt will be appreciated that the above-mentioned C-index values typically characterize said zeolites, but that they are a composite result of several variables used in their determination and calculation. As a result, the C-index of the zeolite to be tested may vary within a range of approximately 1 to 12, depending on the temperature used, falling within the aforementioned 288 to above range.
510 °C a odpovídající konverzi v rozmezí 10 až 60'%. Hodnotu C-indexu mohou ovlivňovat i jiné ' proměnné, jako je velikost krystalů zeolitu, případná přítomnost okludovaných nečistot a pojiv tvořících dokonalou směs se zeolitem. Odborníkům v tomto oboru je tedy zřejmé, že C-index je sice vysoce užitečným prostředkem pro charakterizaci ' vhodných zeolitů, ale že je hodnotou přibližnou, která je závislá na způsobu stanovení, a že v některých případech může nabývat mezních hodnot. Ve všech případech však platí, že každý zeolit, který je zajímavý z hlediska této. alternativy vynálezu, má hodnotu C-indexu měřenou při teplotě ve shora uvedeném rozmezí 289 až510 ° C and a corresponding conversion in the range of 10 to 60%. Other variables, such as the size of the zeolite crystals, the possible presence of occluded impurities and the perfect blend with the zeolite may also influence the C-index value. Thus, it will be apparent to those skilled in the art that although the C-index is a highly useful means of characterizing suitable zeolites, it is an approximate value which is dependent on the assay method, and that in some cases it may have limit values. In all cases, however, any zeolite that is interesting in terms of this. An alternative of the invention has a C-index measured at a temperature in the range of 289 to above
511 °C .přibližně v rozmezí 1 až ' 12.511 ° C, about 1-12 ° C.
Jako příklady shora definované třídy zeolitů lze uvést zeolity ZSM—5, ZSM—11,Examples of zeolite classes defined above include zeolites ZSM-5, ZSM-11,
ZSM—12, ZSM—35, ZSM—38 a jiné podobné materiály. ZSM—5 je popsán a chráněn v US patentu č. 3 702 886. ZSM—11 je podrobně popsán v US patentu č. 3 709 979 aZSM — 12, ZSM — 35, ZSM — 38 and other similar materials. ZSM-5 is described and protected in US Patent No. 3,702,886. ZSM-11 is described in detail in US Patent No. 3,709,979 and
ZSM—12 v US patentu č. 3 832 449.ZSM-12 in U.S. Patent No. 3,832,449.
Zeolit ZSM—38 lze indentifikovat pomocí molárního poměru kysličníků v bezvodém stavu takto:The ZSM-38 zeolite can be identified by the molar ratio of anhydrous oxides as follows:
(0,3-2,15) R2O : (0-0,8 )Μ2θ : AI2O3 : > 8 SiOz kde představuje(0,3-2,15) R2O: (0-0,8) θ2θ: Al2O3:> 8 SiO2 where represents
R organický dusíkatý kation odvozený od 2- (hydroxyalkyl) trialky lamoniové sloučeniny aR is an organic nitrogen cation derived from a 2- (hydroxyalkyl) trialkylammonium compound and a
M kation alkalického kovu.Alkali metal cation.
Tento zeolit je rovněž charakterizován specifickým práškovým rentgenogramem.This zeolite is also characterized by a specific powder X-ray pattern.
Přednostně se tento zeolit syntetizuje v takové formě, aby jeho. poměr kysličníků v bezvodém stavu odpovídal následujícímu poměru:Preferably, the zeolite is synthesized in such a form that its zeolite is synthesized. the anhydrous ratio of oxides corresponded to the following ratio:
(0,4-2,5JR2O : (0-0,6)Μ2θ : AI2O3 : xSiO2 kde(0,4-2,5JR2O: (0-0,6) θ2θ: AI2O3: xSiO2 where
R představuje organický dusíkatý kation odvozený od 2-(hydroxyalkyl Jtriakylamoniové sloučeniny, ve které je alkylen methyl, ethyl nebo jejich směs,R represents an organic nitrogen cation derived from a 2- (hydroxyalkyl) triacylammonium compound in which the alkylene is methyl, ethyl or a mixture thereof,
M představuje alkalický kov, zejména sodík, a x je číslo větší než 8 a až asi do 50.M represents an alkali metal, especially sodium, and x is a number greater than 8 and up to about 50.
Syntetický zeolit ZSM-38 má určitou charakteristickou strukturu, umožňující jeho rozlišení. Ohybový obrazec zjištěný rentgenovým zářením obsahuje signifikantní čáry uvedené v tabulce . I. Je zřejmé, že difrakční rentgenogram '(signifikantní čáry) je podobný jako rentgenogram přírodního ferrieritu, s tou důležitou výjimkou, že rentgenogramy přírodního ferrieritu obsahují signifikantní čáru při 11,33 A.Synthetic zeolite ZSM-38 has a certain characteristic structure allowing its resolution. The x-ray diffraction pattern contains the significant lines shown in the table. I. It is clear that the X-ray diffraction pattern (significant lines) is similar to that of natural ferrierite, with the important exception that the natural ferrierite X-ray patterns contain a significant line at 11.33 A.
Tabulka I d (A) 1/0Table I d (A) 1/0
Tabulka I — pokračováníTable I - continued
I/o d (A)I / Od (A)
Další charakteristickou vlastností ZSM-38 je jeho kapacita sorpce. Zeolit ZSM-38 máAnother characteristic of ZSM-38 is its sorption capacity. Zeolite ZSM-38 has
R+R +
Širší rozmezí totiž vyšší kapacitu sorpce pro 2-methylpentan (vzhledem k sorpci n-hexanu, což je zřejmé z poměru sorpce n-hexan/2-methylpentan) ve srovnání s vodíkovou formou přírodního ferrieritu získanou kalcinací formy obsahující jako kationty iontovou výměnou zavedené amoniové ionty. Charakteristický poměr sorpce n-hexan/2-methylpentan pro ZSM-38 (po kalcinaci při 600 °C) je nižší než 10, zatímco týž poměr pro přírodní ferrierit je podstatně· vyšší než 10, například 34 nebo i vyšší.The wider range is the higher sorption capacity for 2-methylpentane (due to the sorption of n-hexane, as evidenced by the sorption ratio of n-hexane / 2-methylpentane) compared to the hydrogen form of natural ferrierite obtained by calcination of the form containing cation exchanged ammonium . The characteristic sorption ratio of n-hexane / 2-methylpentane for ZSM-38 (after calcination at 600 ° C) is less than 10, while the same ratio for natural ferrierite is substantially greater than 10, for example 34 or even higher.
Zeolit ZSM-38 se může účelně připravit tak, že se připraví roztok obsahující zdroj kysličníku alkalického· kovu, přednostně kysličníku sodného, oxidu obsahujícího organický dusík, kysličníku hlinitého a kysličníku křemičitého a vodu, který má složení definované jako poměr kysličníků v následujícím rozmezí:The ZSM-38 zeolite may conveniently be prepared by preparing a solution comprising a source of an alkali metal oxide, preferably sodium oxide, organic nitrogen oxide, alumina and silica, and water having a composition defined as the ratio of oxides in the following range:
Přednostní rozmezíPreferred range
R-+ + M-+R @ + + M @ +
OH—/SÍO2OH— / SiO2
H2O/OHSÍO2/A12O3H2O / OHSO2 / A12O3
0,2 — 1,00.2 - 1.0
0,05 — 0,5 — 5000.05 - 0.5 - 500
8,8 — 2008.8 - 200
0,3 —0,90.3 —0.9
0,07 —0,490.07 - 0.49
100 —250 — 60 kde představuje100 - 250 - 60 where represents
R organický dusíkatý kation odvozený od 2- (hydroxyalkyl) tr ialkylamoniové sloučeniny aR is an organic nitrogen cation derived from a 2- (hydroxyalkyl) trialkylammonium compound and a
M ion alkalického· kovu, a .směs se udržuje tak dlouho, až vzniknou krystaly zeolitu. (Množství OH“ skupin je vypočteno pouze z anorganických zdrojů alkálií a není v něm započítán příspěvek organických bází). Pak se krystaly oddělí od kapaliny. Typicky se přitom postupuje tak, že se shora uvedená reakční směs zahřívá po dobu asi 6 hodin až asi 100 dnů na teplotu asi 90 °C až asi 400 °C. Výhodnější teplotní rozmezí je asi 150)· až asi 400 °C, přičemž .potřebná doba je při teplotě v tomto rozmezí asi 6 hodin až asi 80 dnů.The alkali metal M ion and the mixture is held until zeolite crystals are formed. (The amount of OH 'groups is calculated only from inorganic alkali sources and does not include the contribution of organic bases). Then the crystals are separated from the liquid. Typically, the reaction mixture is heated to about 90 ° C to about 400 ° C for about 6 hours to about 100 days. A more preferred temperature range is about 150 ° C to about 400 ° C, and the time required at this temperature is about 6 hours to about 80 days.
Digesce částic gelu se .provádí až do vzniku krystalů. Pevný produkt se pak oddělí od reakčního prostředí, například ochlazením směsi na teplotu místnosti, odfiltrováním a promytím. Krystalický produkt se pak suší, například 8 až 24 hodin při 110 °C.Digestion of the gel particles is continued until crystals are formed. The solid product is then separated from the reaction medium, for example by cooling the mixture to room temperature, filtering and washing. The crystalline product is then dried, for example 8 to 24 hours at 110 ° C.
Zeolit ZSM-35 lze identifikovat pomocí molárního poměru kysličníků v bezvodém stavu takto:The ZSM-35 zeolite can be identified by the anhydrous molar ratio as follows:
(C-,3—2,5 )R2O : · (0—0,8)Μ2θ : AI2O3 : >8 SiO2 kde představuje(C-, 3-2.5) R2O: · (0-0.8) θ2θ: Al2O3:> 8 SiO2 where represents
R organický dusíkatý kation odvozený od ethylendiaminu nebo pyrrolidinu aAn organic nitrogen cation derived from ethylenediamine or pyrrolidine; and
M kation alkalického kovu,Alkali metal cation,
Tento zeolit je rovněž charakterizován specifickým práškovým rentgenogramem.This zeolite is also characterized by a specific powder X-ray pattern.
Přednostně se tento zeolit syntetizuje v takové formě, aby jeho poměr kysličníků v bezvodém stavu odpovídal následujícímu poměru:Preferably, the zeolite is synthesized in such a form that its anhydrous oxide ratio corresponds to the following ratio:
(0,4-2,5JR2O : (0-0,6)Μ?Ο : AI2O3 : xSiCh kde(0,4-2,5JR2O: (0-0,6) ΜΜ Ο: AI2O3: xSiCh where
R představuje organický dusíkatý kation odvozený od ethylendiaminu nebo pyrrolidinu,R represents an organic nitrogen cation derived from ethylenediamine or pyrrolidine,
M představuje alkalický kov, zejména sodík a x je číslo větší než 8 - až asi do 50.M is an alkali metal, especially sodium, and x is a number greater than 8 - up to about 50.
Syntetický zeolit ZSM-35 má určitou charakteristickou strukturu, umožňující jako rozlišení. Ohybový obrazec zjištěný rentgenovým zářením obsahuje signifikantní čáry uvedené v tabulce II. Je zřejmé, že difrakční rentgenogram (signifikantní čáry') - je podobný jako rentgenogram přírodního ferrieritu, s tou důležitou výjimkou, že rentgenogramy přírodního· ferrieritu obsahující signifikantní čáru při 11,33 A. Podrobným zkoumáním některých individuálních vzorků ZSM-35 se zjistí velmi slabá čára při 11,3 až 11,5 A. Tato velmi -slabá čára však není důležitou čarou charakteristickou pro ZSM-35.Synthetic zeolite ZSM-35 has a certain characteristic structure, allowing as a resolution. The x-ray diffraction pattern contains the significant lines shown in Table II. Obviously, the X-ray diffraction pattern (significant lines) is similar to that of natural ferrierite, with the important exception that the natural ferrierite X-ray patterns containing the significant line at 11.33 A. Detailed examination of some individual ZSM-35 samples reveals very weak This line, however, is not an important line characteristic of ZSM-35.
Tabulka II d (A)Table II d (A)
I/IoI / Io
9,6 + 0,209.6 + 0.20
7,10 + 0,157.10 + 0.15
6.98 + 0,146.98 + 0.14
6.64 + 0,146.64 + 0.14
5.78 . + 0,12 5,68' + 0,12 4,97 ' + 0,105.78. + 0.12 5.68 '+ 0.12 4.97' + 0.10
4.58 + 0,094.58 + 0.09
3.99 + 0,08 3,94 + 0,083.99 + 0.08 3.94 + 0.08
3.85 + 0,083.85 + 0.08
3.78 + 0,08 3,74 + 0,08 3,66 + 0,073.78 + 0.08 3.74 + 0.08 3.66 + 0.07
3.54 + 0,073.54 + 0.07
3.48 + 0,07 3,39 + 0,07 3,32 + 0,07 3,14 + 0,06 2,90 + 0,063.48 + 0.07 3.39 + 0.07 3.32 + 0.07 3.14 + 0.06 2.90 + 0.06
2.85 + 0,06 2,71 + 0,052.85 + 0.06 2.71 + 0.05
2.65 + 0,05 2,62 + 0,052.65 + 0.05 2.62 + 0.05
2.58 + 0,052.58 + 0.05
2.54 + 0,052.54 + 0.05
2.48 + 0,05 velmi silná až velmi velmi silná střední střední střední slabá slabá slabá slabá slabá středně silná střední silná slabá střední velmi silná velmi silná slabá slabá — střední slabá — střední slabá slabá slabá slabá slabá slabá slabá slabá2.48 + 0,05 very strong to very strong medium medium medium weak mild weak mild mild moderate medium strong mild moderate very strong very strong weak weak - medium weak - medium weak weak weak weak weak weak weak
Další charakteristickou vlastností ZSM-35 je jeho kapacita sorpce. Zeolit ZSM-35 má totiž vyšší kapacitu sorpce pro· 2-methylpentan (vzhledem k sorpci n-hexanu, což je zřejmé z poměru n-hexan/2-methylpentan) ve srovnání s vodíkovou formou přírodního· ferrieritu získanou kalclnaci formy obsahující jako kationty iontovou výměnou zavedené amoniové ionty. Cbaralkteristický poměr sorpce n-hexan/ž-methylpentan pro ZSM-35 (po kalcinaci při 600 °C] je nižší než 10, zatímco týž poměr pro přírodní . ferrierit je podstatně vyšší než 10, například 34 nebo i vyšší.Another characteristic of ZSM-35 is its sorption capacity. Indeed, the ZSM-35 zeolite has a higher sorption capacity for 2-methylpentane (relative to the sorption of n-hexane, which is evident from the n-hexane / 2-methylpentane ratio) compared to the hydrogen form of natural · ferrierite obtained by calculating the form containing ionic cations exchanged ammonium ions. The n-hexane / β-methylpentane sorption ratio for ZSM-35 (after calcination at 600 ° C) is less than 10, while the same ratio for natural ferrierite is substantially higher than 10, for example 34 or even higher.
Zeolit ZSM-35 se může účelně připravit tak, že se připraví .roztok obsahující zdroj kysličníku alkalického kovu, přednostně kysličníku sodného, oxidu obsahujícího organický dusík, kysličníku hlinitého a kysličníku křemičitého a vodu, který - má složení definované jako poměr kysličníků v následujícím rozmezí:The ZSM-35 zeolite may conveniently be prepared by preparing a solution comprising an alkali metal oxide source, preferably sodium oxide, organic nitrogen containing oxide, alumina and silica, and water having a composition defined as the ratio of oxides in the following range:
Širší rozmezíWider range
Přednostní rozmezíPreferred range
R-+ + Μ-ψ OH-/SÍO2 Щ0/0Н S1O2/A13O3R- + + Μ-ψ OH- / SiO2 Щ0 / 0Н S1O2 / A13O3
0,2 — 1,00.2 - 1.0
0,05 — 0,5 — 5000.05 - 0.5 - 500
8,8 — 2008.8 - 200
0,3 — 0,90.3 - 0.9
0,07 — 0,490.07 - 0.49
100 — 250 — 60 kde představuje100 - 250 - 60 where it represents
R organický dusíkatý kation odvozený od pyrrolídinu nebo ethylendiaminu aAn organic nitrogen cation derived from pyrrolidine or ethylenediamine; and
M . ion alkalického kovu, a směs se udržuje tak dlouho, až vzniknou krystaly zoolitu. (Množství OH skupin je vypočteno pouze z anorganických zdrojů alkállí a není v něm započítán příspěvek organických bází]. Pak se krystaly oddělí od kapaliny. Typicky se přitom postupuje tak, že se shora uvedená reakční směs zahřívá po dobu asi 6 hodin až asi 10D dnů na · teplotu -asi 90. °C až .asi 400 °C. Výhodnější teplotní rozmezí je asi 150 až asi 400 °C, přičemž potřebná doba je při teplotě v tomto rozmezí asi 6 hodin až asi 80 dnů.M. an alkali metal ion, and the mixture is held until the zoolite crystals are formed. (The amount of OH groups is calculated from inorganic alkali sources only and does not include the contribution of organic bases.) The crystals are then separated from the liquid. Typically, the above reaction mixture is heated for about 6 hours to about 10D days. to a temperature of about 90 ° C to about 400 ° C A more preferred temperature range is about 150 to about 400 ° C, with the time required at a temperature in the range of about 6 hours to about 80 days.
Digesce částic gelu se provádí až do vzniku krystalů. Pevný produkt se pak oddělí od reakčního prostředí, například ochlazením směsi na teplotu místnosti, odfiltrováním a promytím. Krystalický produkt se pak .suší, například 8 až 24 hodin při 110 °C.The gel particles are digested until crystals are formed. The solid product is then separated from the reaction medium, for example by cooling the mixture to room temperature, filtering and washing. The crystalline product is then dried, for example 8 to 24 hours at 110 ° C.
Specifické shora popsané zeolity jsou v podstatě katalytický inaktivní, když -se připraví v přítomnosti organických kationtů, možná proto, že interkrystalický volný prostor zaujímají organické kationty pocháze218565 jící z roztoku použitého při jejich výrobě. Takové zeolity lze pak aktivovat zahříváním v interní atmosféře na 538 °C po dobu 1 hodiny, pak se provede například výměna báze pomocí amoniových solí a nakonec se provede kalcinace při 538 °C na vzduchu. Přítomnost organických kationtů v roztoku použitém pro přípravu nemusí být absolutně nutná pro tvorbu zeolitů speciálního typu, nicméně se však zdá, že jejich přítomnost má vliv na přednostní tvorbu tohoto speciálního typu zeolitu. Nejčastěji je účelné aktivovat tento typ zeolitu výměnou báze za použití amonných solí, po které se provede kalcinace na vzduchu asi při 538 °C po . dobu asi 15 minut až asi 24 hodin.The specific zeolites described above are substantially catalytically inactive when prepared in the presence of organic cations, possibly because the organic cations originating from the solution used in their manufacture occupy the intercrystalline free space. Such zeolites can then be activated by heating in an internal atmosphere at 538 ° C for 1 hour, then, for example, base exchange with ammonium salts and finally calcination at 538 ° C in air. The presence of organic cations in the solution used for the preparation may not be absolutely necessary for the formation of a special type of zeolite, however, their presence seems to affect the preferential formation of this special type of zeolite. Most often, it is expedient to activate this type of zeolite by base exchange using ammonium salts, after which it is calcined in air at about 538 ° C. about 15 minutes to about 24 hours.
Někdy je možno přírodní zeolity převést na tento typ zeolitu různými aktivačními postupy a jiným zpracováním, jako například výměnou báze, zpracováním párou, extrakcí aluminy a kalcinací, a to buď samotnými nebo v kombinacích. Mezi přírodní minerály, které lze takto zpracovat, náleží ferrierit, brewsterit, stilbit, dachiardit, epistilbit, heulandit a clinoptilolit. Přednostními krystalickými aluminosilikáty jsou ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-38, a ZSM-35, přičemž obzvláštní přednost se dává ZSM-5.Sometimes natural zeolites can be converted to this type of zeolite by various activation procedures and other treatments such as base exchange, steam treatment, alumina extraction and calcination, either alone or in combination. Natural minerals that can be treated include ferrierite, brewsterite, stilbit, dachiardite, epistilbit, heulandite and clinoptilolite. Preferred crystalline aluminosilicates are ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-38, and ZSM-35, with ZSM-5 being particularly preferred.
Podle přednostního provedení tohoto vynálezu se jako zeolitů vhodných jako katalyzátorů používá produktů, které nemají v suchém stavu ve vodíkové formě hustotu krystalické kostry příliš nižší než asi 1,6 gramů na cm3. Zjistilo se, že nejvhodnější jsou ty zeolity, které splňují všechna tři shora uvedená kritéria, poněvadž mají tendenci maximálně favorizovat výrobu uhlovodíkových produktů s rozmezím bodu varu benzinu. Přednostními katalyzátory podle vynálezu jsou tedy ty zeolity, které mají shora uvedený C-index v rozmezí asi od 1 asi do; 12, poměr silika/alumina alespoň asi 12 a krystalovou hustotu v . suchém stavu ne příliš nižší než asi 1,6 g/cm3. Hustota v suchém stavu u známých struktur se může vypočítat za součtu počtů atomů křemíku a hliníku na 1000 kubických A, jak je uvedeno například na str. 19 článku Zeolite Structure od W. M. Meiera. Citovaný článek je součástí publikace „Proceedings of the Conference on Molecular Sieves, London, April, 1967”, kterou vyd. Society of Chemical Industry, Londýn, 1968. Když je krystalická struktura neznámá, může se hustota krystalické kostry stanovit klasickou pyknometrickou metodou. Může se například určit tak, že se suchá vodíková forma zeolitu ponoří do organického rozpouštědla, které není krystalem sorbováno. Je možné, že neobvykle trvalá aktivita a stabilita této třídy zeolitů je důsledkem vysoké hustoty aniontové kostry krystalu, která nemá být nižší než 1,6 g/cm3. Tato vysoká hustota musí mít samozřejmě za následek noměrně malý volný prostor v krystalu, což pravděpodobně způsobuje, · že jsou tyto struktury stabilnější. Na druhé . straně je však volný prostor důležitý jako místo katalytické aktivity.According to a preferred embodiment of the present invention, zeolites suitable as catalysts are products which do not have a crystalline backbone density of less than about 1.6 grams per cm 3 in the dry state in hydrogen form. It has been found that zeolites that meet all three of the above criteria are the most suitable, as they tend to favor the production of hydrocarbon products with a boiling point range of petrol. Thus, preferred catalysts of the invention are those zeolites having the above-mentioned C-index in the range of from about 1 to about; 12, a silica / alumina ratio of at least about 12, and a crystal density in. not less than about 1.6 g / cm 3 dry state. The dry state density of known structures can be calculated by adding the number of silicon and aluminum atoms per 1000 cubic A, as shown, for example, on WM Meier's Zeolite Structure. The cited article is part of the Society of Chemical Industry, London, 1968. Proceedings of the Conference on Molecular Sieves, London, April, 1967. When the crystal structure is unknown, the density of the crystal skeleton can be determined by the classical pycnometric method. For example, it can be determined by immersing the dry hydrogen form of the zeolite in an organic solvent that is not sorbed by the crystal. It is possible that the unusually sustained activity and stability of this zeolite class is due to the high density of the anionic crystal backbone, which should not be less than 1.6 g / cm 3 . This high density must of course result in a relatively small free space in the crystal, which is likely to make these structures more stable. On the second . however, free space is important as a site of catalytic activity.
Hustota krystalické kostry některých typických zeolitů je následující:The density of the crystalline backbone of some typical zeolites is as follows:
Zeolit Prázdný objem Hustota kostryZeolite Empty volume Skeletal density
Když je zeolit syntetizován ve formě alkalického kovu, může se účelně převést na vodíkovou formu obecně přes intermediární tvorbu amoniové formy. To se provádí tak, že se forma s alkalickým kovem podrobí iontové výměně s amoniovým iontem a amoniová forma se kalcinuje za vzniku vodíkové formy. Kromě vodíkové formy se může zeolitu používat i v jiných formách, ve kterých je původní obsah alkalického kovu snížen na méně než 1,5 hmotnostního %'. Původní ionty alkalického kovu · v zeolitu se mohou iontovou výměnou nahradit jinými vhodnými ionty ze skupiny IB. až VIII. periodické tabulky, například ionty niklu, mědi, zinku, palladia, vápníku a kovů vzácných zemin.When the zeolite is synthesized in the form of an alkali metal, it can conveniently be converted to a hydrogen form generally via the intermediate formation of the ammonium form. This is done by subjecting the alkali metal form to ion exchange with an ammonium ion and calcining the ammonium form to form a hydrogen form. In addition to the hydrogen form, the zeolite can also be used in other forms in which the original alkali metal content is reduced to less than 1.5% by weight. The original alkali metal ions in the zeolite may be replaced by other suitable ions of the group IB by ion exchange. to VIII. periodic tables such as nickel, copper, zinc, palladium, calcium and rare earth metals.
Při provádění požadovaného způsobu konverze může být žádoucí zavést shora popsa218565 né krystalické aluniinosilikátové zeolity do jiného materiálu odolného vůči teplotě a jiným podmínkám použitým při postupu. Těmito materiály, které tvoří matrici, mohou být syntetické nebo· v přírodě se vyskytující látky a anorganické materiály, jako hlinky, silika a/nebo kysličníky kovů. Kysličníky kovů mohou být přítomny ve formě, v jaké se vyskytují v přírodě, nebo ve formě želatinovitýoh sraženin nebo gelů tvořených směsmi siliky a kysličníků kovů. Jako hlín vyskytujících se v přírodě, které lze mísit se zeolitem, lze uvést hlíny montmorillonitového a kaolinového typu. Uvedený typ hlín zahrnuje subbentonity a kaoliny různého původu a další materiály, ve kterých hlavní minerální ' složku tvoří halloysit, kaolinit, dickit, nakrit nebo anauxit. Těchto hlín se může používat v surovém stavu, jak se získají v dolech, nebo po· předběžném zpracování kalcinací, působením kyselin nebo chemickou modifikací.In carrying out the desired conversion method, it may be desirable to introduce the above-described crystalline aluniinosilicate zeolites into another temperature-resistant material and other conditions used in the process. These matrix forming materials may be synthetic or naturally occurring substances and inorganic materials such as clays, silica and / or metal oxides. The metal oxides may be present as they occur in nature, or in the form of gelatinous precipitates or gels formed by mixtures of silica and metal oxides. Naturally occurring clay that can be blended with zeolite include montmorillonite and kaolin type clays. Said type of clay includes subbentonites and kaolins of various origins and other materials in which the main mineral component is halloysite, kaolinite, dickite, nakrit or anauxite. These clays can be used in the raw state as obtained in mines or after pretreatment by calcination, acid treatment or chemical modification.
Kromě těchto materiálů se mohou zeolity použité při způsobu podle vynálezu mísit s . materiály, které tvoří porézní matrici, jako je alumina, silika-alumina, kysličník křemičitý — kysličník hořečnatý, kysličník křemičitý — kysličník zirkoničitý, kysličník křemičitý — kysličník thoričitý, kysličník křemičitý — kysličník berylnatý, kysličník křemičitý — kysličník titaničitý, nebo jako jsou ternární směsi, například kysličník křemičitý ~ kysličník hlinitý — kysličník thoričitý, kysličník křemičitý — kysličník hlinitý — kysličník zirkoničitý, kysličník křemičitý — kysličník hlinitý — kysličník horečnatý a kysličník křemičitý — kysličník hořečnatý · — kysličník zirkonicitý. Matrice může být ve formě kogelu. .Relativní poměr zeolitické složky a složky anorganického kysličníku tvořícího gelovou matrici může kolísat v širokých mezích, tj. obsah zeolitu může být asi 1 až asi 99 hmotnostních procent a obvykleji asi 5 až 80 hmotnostních procent, vztaženo· na výslednou směs.In addition to these materials, the zeolites used in the process of the invention may be mixed with. materials that form a porous matrix, such as alumina, silica-alumina, silica-magnesium, silica-zirconia, silica-thorium, silica-beryllium, silica-titanium dioxide, or titanium dioxide, or titanium dioxide; , for example, silica ~ alumina - thorium oxide, silica - alumina - zirconia, silica - alumina - magnesium oxide, and silica - magnesium oxide · - zirconium oxide. The matrix may be in the form of a cogel. The relative ratio of the zeolite component and the inorganic oxide component of the gel matrix may vary within wide limits, i.e. the zeolite content may be about 1 to about 99 weight percent, and more usually about 5 to 80 weight percent, based on the resulting mixture.
Způsob konverze podle vynálezu se může provádět jako diskontinuální, senikontinuální nebo kontinuální postup za použití katalytického· systému s . pevným nebo· pohyblivým ložem. Po použití se katalyzátor vede, do regenerační zóny, kde se vypalováním v atmosféře obsahující kyslík, například na vzduchu, při zvýšené teplotě zbavuje uhlíkatých úsad, tj. koksu. Regenerovaný katalyzátor se pak recykluje do konverzní zóny, kde se znovu uvádí do styku se surovinou. Je velmi výhodné provádět konverzi podle vynálezu v přítomnosti vodíku při molárním poměru vodíku k uhlovodíkovému prekursoru v rozmezí asi od 2 asi do 20, při tlaku vodíku v rozmezí od 98,1 kPa, do 9,81 . 103 kPa. Přítomnost vodíku v reakční zóně velmi podstatně snižuje rychlost stárnutí katalyzátoru.The conversion process according to the invention can be carried out as a discontinuous, senicontinuous or continuous process using a catalyst system. fixed or movable bed. After use, the catalyst is directed to a regeneration zone where it is freed from carbonaceous deposits, i.e. coke, at elevated temperature by firing in an oxygen-containing atmosphere, for example in air. The regenerated catalyst is then recycled to the conversion zone where it is re-contacted with the feedstock. It is very advantageous to carry out the conversion according to the invention in the presence of hydrogen at a molar ratio of hydrogen to hydrocarbon precursor in the range of about 2 to 20, at a hydrogen pressure in the range of 98.1 kPa to 9.81. 103 kPa. The presence of hydrogen in the reaction zone greatly reduces the aging rate of the catalyst.
I když je shora uvedený postup dále popisován na příkladu selektivní výroby p-dirnethylsubstituovaných benzenů, jako p‘-xylenu, je třeba si uvědomit, že stejným způsobem lze selektivně vyrobit i jiné p-dialkylsubstituované benzeny, ve kterých alkylskupiny obsahují 1 až 4 atomy uhlíku. Volbou vhodného prekursoru lze za použití techniky popsané v podlohách selektivně převést směs ethylbenzenu a toluenu na ethyltoluen, podobně dodekan nebo 1-buten lze kromě na p-xylen převést na p-ethyltoluen, ethylbenzen lze selektivně převést na diethylbenzen, propylbenzen lze převést na dipropylbenzen a butylbenzen lze selektivně převést na dibuťylbenzen.Although the above process is further described by way of example for the selective preparation of p-dimethylsubstituted benzenes such as p'-xylene, it should be appreciated that other p-dialkylsubstituted benzenes in which alkyl groups contain 1 to 4 carbon atoms can be selectively produced in the same manner. . By selecting a suitable precursor, a mixture of ethylbenzene and toluene can be selectively converted to ethyltoluene using the technique described in the Backgrounds, similarly dodecane or 1-butene can be converted to p-ethyltoluene in addition to p-xylene; butylbenzene can be selectively converted to dibutylbenzene.
Následující příklady slouží k bližší ilustraci vynálezu, v žádném směru však nevymezují jeho rozsah. *The following examples serve to illustrate the invention in more detail, but do not limit the scope thereof in any way. *
P ř íklad 1 kg křemičitanu · sodného (druh Q) se smísí s 23,8 kg vody. Výsledný roztok se označí jako roztok A. 0,61 kg síranu hlinitého [A12S(O45.14 H2O] obchodní čistoty, 7,13 kg chloridu sodného obchodní čistoty a 1,58 kg kyseliny sírové (96,5 hmot. % H2SO4] se smísí s 32,5 kg vody. Výsledný roztok se označí jako roztok B. Do autoklávu vybaveného míchadlem se předloží 1,17 kilogramů vody. Roztok A a roztok B se smísí v trysce a vstříknou se současně do autoklávu. Výsledný gel se v autoklávu mísí 1 hodinu při teplotě okolí. Pak se k obsahu autoklávu přidá 1,28 kg tri-n-propylaminu a 1,10 kg n-propylbromidu. Směs se . nechá za míchání reagovat .pří 160 °C. Po 20 hodinách při 100 °C se odebere vzorek směsi z autoklávu a pomocí rentgenového difrakčního diagramu se zjistí, že pevný produkt je tvořen 100·% ZSM-5. Po celkové reakční době 28,7 hodin při 160 oc se obsah · autoklávu ochladí. Výsledný pevný produkt’ se promývá dekantací deionizovanou vodou, obsahující 3500 ppm Primafloc C-7 (polyamoniumbisulfát), až je dekantovaná voda . . prosta chloridů. Pevný produkt se odfiltruje a vysuší při 121 °C.Example 1 kg of sodium silicate (type Q) is mixed with 23.8 kg of water. The resulting solution is designated as solution A. 0.61 kg of commercial grade aluminum sulphate [A12S (O45.14 H2O), 7.13 kg of commercial grade sodium chloride and 1.58 kg of sulfuric acid (96.5 wt% H2SO4) are added. mixed with 32.5 kg of water, the resulting solution is designated as solution B. 1.17 kg of water are introduced into an autoclave equipped with a stirrer, solution A and solution B are mixed in a nozzle and injected simultaneously into the autoclave. 1.28 kg of tri-n-propylamine and 1.10 kg of n-propyl bromide are then added to the contents of the autoclave and the mixture is allowed to react with stirring at 160 DEG C. After 20 hours at 100 DEG C. The autoclave mixture was sampled and the solid product was found to be 100% ZSM-5 by X-ray diffraction, and after a total reaction time of 28.7 hours at 160 ° C, the autoclave content was cooled. deionized water containing 3500 ppm Pri mafloc C-7 (polyammonium bisulfate) until the decanted water is free of chloride The solid product is filtered off and dried at 121 ° C.
500 g vysušeného filtračního koláče, získaného jako produkt, se kalcinuje v dusíkové atmosféře 3 hodiny při 538 °C. 444 g. kalcínovaného produktu se míchá 1 hodinu při teplotě okolí s 2220 ml 1 N roztoku dusičnanu amonného. Směs se za vakua odfiltruje. Iontová výměna se opakuje. Filtrační 'koláč se promyje 1776 ml vody a pevný produkt se vysuší při 121 °C. Obsah vodíku v konečném produktu je nižší než 0,01 %.500 g of the dried filter cake obtained as product are calcined under nitrogen at 538 ° C for 3 hours. 444 g. Of the calcined product are stirred for 1 hour at ambient temperature with 2220 ml of 1 N ammonium nitrate solution. The mixture was filtered under vacuum. The ion exchange is repeated. The filter cake is washed with 1776 ml of water and the solid product is dried at 121 ° C. The hydrogen content of the final product is less than 0.01%.
Výsledný katalyzátor má velikost krystalů 1 až 2 /ím aktivitu a 162, kapacitu sorpce p-xylenu 6,5 hmotnostního procenta a dobu sorpce o-xylenu pro 30 % této kapacity 92 minut. Měření obou posledních hodnot se provádí při 120 °C. Při měření sorpce p-xylenu je parciální tlak uhlovodíku 679,8 Pa. Při určování doby sorpce o-xylenu je parciální tlak uhlovodíku 506,5 Pa.The resulting catalyst had a crystal size of 1-2 activity and 162, a p-xylene sorption capacity of 6.5 weight percent, and an o-xylene sorption time for 30% of this capacity of 92 minutes. Measurement of the last two values is performed at 120 ° C. When measuring the sorption of p-xylene, the hydrocarbon partial pressure is 679.8 Pa. In determining the sorption time of the o-xylene, the hydrocarbon partial pressure is 506.5 Pa.
Příklad 2Example 2
Přes katalyzátor podle příkladu 1 se nechá procházet při teplotě 550 °C a přetlaku 2,69 MPa toluen hmotnostní hodinovou prostorovou rychlostí 50 h_1 při poměru vodík/uhlovodík 6. Konverze toluenu je 20,1 hmotnostního procenta a výtěžek p-xylenu, vztažený na xylen, je 30 %.Toluene was passed through the catalyst of Example 1 at a temperature of 550 ° C and an overpressure of 2.69 MPa at an hourly space velocity of 50 h -1 at a hydrogen / hydrocarbon ratio of 6. The toluene conversion was 20.1 weight percent and the p-xylene yield based on xylene is 30%.
Příklad 3Example 3
Na katalyzátor podle příkladu 1 se 5 hodin působí toluenem při 640 °C, hmotnostní hodinové prostorové rychlosti 50 hi a tlaku 98,1 kPa. Na katalyzátor se usadí 4 hmotnostní procenta koksu. Takto zpracovaný katalyzátor sorbuje 6,1 g p-xylenu na 100 g zeolitu při 120 °C a tlaku p-xylenuThe catalyst of Example 1 was treated with toluene at 640 ° C, hourly space velocity of 50 hi and a pressure of 98.1 kPa for 5 hours. 4% by weight of coke is deposited on the catalyst. The catalyst thus treated absorbs 6.1 g of p-xylene per 100 g of zeolite at 120 ° C and p-xylene pressure
679,8 Pa. Doba sorpce o-xylenu do· 30% xylenové kapacity, měřená při 120 °C a tlaku o-xylenu 506,5 Pa, je 6000 minut. Katalyzátor má «-hodnotu 281.679,8 Pa. The sorption time of the o-xylene to · 30% xylene capacity, measured at 120 ° C and the o-xylene pressure of 506.5 Pa, is 6000 minutes. The catalyst has a value of 281.
Katalyzátor obsahující přibližně 4 procenta hmotnostní koksu se uvádí do styku s toluenem při 550 °C, přetlaku 4,14 MPa, hmotnostní hodinové prostorové rychlosti 40 h1 a molárním poměru vodík/uhlovodík 10. Kapalný produkt obsahuje 80,7 hmotnostního procenta toluenu (19,3 % konverze) a 9,6 hmotnostního procenta xylenů a benzen. Xylenový podíl obsahuje 82 procent p-xylenu.A catalyst containing about 4 percent by weight of coke is contacted with toluene at 550 ° C, an overpressure of 4.14 MPa, an hourly space velocity of 40 h1 and a hydrogen / hydrocarbon molar ratio of 10. The liquid product contains 80.7 percent by weight of toluene (19, 3% conversion) and 9.6 weight percent xylenes and benzene. The xylene portion contains 82 percent p-xylene.
P ř íklad 4 g katalyzátoru podle příkladu 1 se uvedou do styku s roztokem obsahujícím- 1,02 gramů tetrahydrátu octanu hořečnatého ve 4 ml vody. Výsledná suspenze se během 24 hodin odpaří do sucha n.a vzduchu a pak se zbytek 10 hodin kalcinuje při 538 °C za vzniku produktu HZSM-5, obsahujícího 6 hmotnostních procent kysličníku hořečnatého. Katalyzátor sorbuje 6,3 g p-xylenu na 100 g zeolitu při 120 °C a tlaku p-xylenu 679,8 Pa. Doba sorpce o-xylenu při 120· °C a tlaku o-xylenu 506,5 Pa do 30· % o-xylenové kapacity je 583 minut. Katalyzátor má «-hodnotu 129.Example 4 4 g of the catalyst of Example 1 are contacted with a solution containing 1.02 grams of magnesium acetate tetrahydrate in 4 ml of water. The resulting suspension was evaporated to dryness in air for 24 hours and then the residue was calcined at 538 ° C for 10 hours to give the product HZSM-5 containing 6 weight percent magnesium oxide. The catalyst absorbs 6.3 g of p-xylene per 100 g of zeolite at 120 ° C and a p-xylene pressure of 679.8 Pa. The sorption time of the o-xylene at 120 ° C and the o-xylene pressure of 506.5 Pa to 30% of the o-xylene capacity is 583 minutes. The catalyst has a 129 value of 129.
Příklad 5Example 5
Katalyzátor podle příkladu 4 se uvádí do styku s toluenem při teplotě 550 °C, tlaku 4,14 MPa, hmotnostní hodinové prostorové rychlosti 40 a poměru vodík/uhlovodík 4. Konverze toluenu je 29,4 %. Kapalný produkt obsahuje 15,3 hmotnostního procenta xylenu, který obsahuje 53 % p-isomeru.The catalyst of Example 4 is contacted with toluene at a temperature of 550 ° C, a pressure of 40 psi, a mass hourly space velocity of 40 and a hydrogen / hydrocarbon ratio of 4. The toluene conversion is 29.4%. The liquid product contains 15.3 weight percent xylene containing 53% of the β-isomer.
Příklad 6Example 6
Zeolit HZSM-5 s velikostí krystalů asiZeolite HZSM-5 with a crystal size of approx
0,03 μΐη se vyrobí takto:0,03 μΐη is produced as follows:
a) příprava roztoku(a) preparing the solution
Roztok křemičitanuSilicate solution
40,9 kg křemičitanu . sodného,40.9 kg silicate. sodium,
23,7 kg vody,23.7 kg of water,
118 g dispergátoru Daxad 27 (sodná sůl polymerované substituované benzenoidní alkylsulfonové kyseliny ve směsi se suspenzním činidlem).118 g of Daxad 27 dispersant (sodium salt of polymerized substituted benzenoid alkylsulfonic acid mixed with a suspending agent).
Roztok kyselinyAcid solution
1430 g A12(SO4)3xH O (molekulová hmotnost = 595),1430 g A12 (SO4) 3xH O (molecular weight = 595),
3440 g H2SO4,3440 g H2SO4
4890 g NaCl,4890 g NaCl,
24,3 kg H2O.24.3 kg H2O.
Přídavné pevné látkyAdditional solids
2840 g NaCl,2840 g NaCl,
2390 g n-propylbromidu, 4590 g methylethylketonu,2390 g of n-propyl bromide, 4590 g of methyl ethyl ketone,
Přídavná kapalinaAdditional liquid
1180 g H2O.1180 g H2O.
b) Postup(b) Procedure
Roztok křemičitanu a roztok kyseliny se smísí ve směšovací trysce za vzniku gelu, který se nastříká do autoklávu o obsahu 114 litrů, do kterého bylo· předloženo 1180 gramu vody.The silicate solution and the acid solution are mixed in a mixing nozzle to form a gel which is sprayed into a 114-liter autoclave to which 1180 grams of water is introduced.
Gel se šlehá mícháním, přidá se 2840 g chloridu sodného a směs se důkladně promísí. Po skončení míchání se přidá roztok organických látek, kterým se gel převrství. Autokláv se uzavře a bez míchání · zahřívá asi na 104 °C a udržuje se 14 až 15 hodin za těchto podmínek, aby předreagovaly organické látky. Na konci této předreakční periody se mícháním zahájí počáteční perioda krystalizace. Asi po 75 až 80 hodinách se teplota zvedne na 160 °C a udržuje se takto asi 3 hodiny, aby se dokončila krystalizace. Přebytek nezreagovaných organických látek se odstraní prudkým odpařením a obsah autoklávu se ochladí a autokláv se vyprázdní. Produkt se analyzuje rentgenovou difrakcí a určí jako 100% krystalický zeolit ZSM-5. Chemická analýza důkladně promytého . krystalického produktu je tato:The gel is whisked by stirring, 2840 g of sodium chloride are added and mixed thoroughly. After stirring, the organic solution is added to overlay the gel. The autoclave is sealed and heated to about 104 ° C without stirring and held under these conditions for 14 to 15 hours to pre-react the organics. At the end of this pre-reaction period, the initial crystallization period begins with stirring. After about 75 to 80 hours, the temperature is raised to 160 ° C and held for about 3 hours to complete the crystallization. Excess unreacted organic matter is removed by vigorous evaporation and the contents of the autoclave are cooled and the autoclave is emptied. The product was analyzed by X-ray diffraction and determined to be 100% crystalline zeolite ZSM-5. Chemical analysis thoroughly washed. the crystalline product is as follows:
Po důkladném promytí a vysušení asi při 121 °C se zeolit převede na katalytickou formu tímto několikastupňovým postupem:After thorough washing and drying at about 121 ° C, the zeolite is converted to the catalytic form using the following multi-step procedure:
a) Nejprve se provede předběžná kalcinace v 100% · atmosféře dusíku 3 hodiny při 538 °C za. atmosférického tlaku řízenou rychlostí vyhříváli 2,8 eC/.min z teploty okolí až na 538 °C.(a) Preliminary calcination is carried out in a 100% nitrogen atmosphere at 538 ° C for 3 hours. at atmospheric pressure at a controlled speed of 2.8 e C / min from ambient temperature to 538 ° C.
b) Provede se iontová výměna s! N roztokem dusičnanu amonného při teplotě místnosti po dobu 1 hodiny za použití 5 ml roztoku činidla na gram zeolitu.b) An ion exchange is performed with! N ammonium nitrate solution at room temperature for 1 hour using 5 ml reagent solution per gram zeolite.
c) Zeolit se promyje 4 objemy vody.c) Wash the zeolite with 4 volumes of water.
d) Opakují se stupně b] a c) a provede se vysušení při 121 °C na vzduchu.d) Repeat steps b] and c) and air dry at 121 ° C.
Analýzou se zjistí, že zeolit s vyměněnými kationty obsahuje 0,01 hmot. % sodíku a že má iw-hodnotu 162. Jeho kapacita sorpce o-xylenu je 5,6 ' hmot. % a doba sorpce o-xylenu při 30 ·% této kapacity je nižší než 1,3 inin. Obě uvedená měření se prováděj při 120 °C a za parciálního tlaku uhlovodíku 506,5 Pa.The analysis revealed that the cation exchange zeolite contained 0.01 wt. It has an o-xylene sorption capacity of 5.6% by weight of sodium. and the sorption time of o-xylene at 30 ·% of this capacity is less than 1.3 inin. Both measurements are performed at 120 ° C and 506.5 Pa of the hydrocarbon.
Příklad 7Example 7
Přes mikrokrystalický katalyzátor HZSM-5 podle příkladu 6 se za tlaku 98,1 kPa při teplotě 600 °C vede toluen hmotnostní hodinovou prostorovou rychlostí 50. Konverze toluenu je 15 hmot. % a výtěžek p-xylenu, vztažený na xyleny, je 25 %, tj. asi normální rovnovážná koncentrace p-xylenu.Toluene was passed through the microcrystalline catalyst HZSM-5 of Example 6 at a pressure of 98.1 kPa at 600 ° C at a hourly space velocity of 50. The toluene conversion was 15 wt. % and the yield of p-xylene based on xylenes is 25%, i.e. about a normal equilibrium concentration of p-xylene.
Příklad 8Example 8
Katalyzátor vyrobený podle příkladu 6 se smísí s aluminou a extruduje. Získá se katalyzátor o složení 65 hmotnostních procent zeolitu a 35 hmotnostních procent alumiiny. Po použití výsledného katalyzátoru na disproporcio-naci toluenu za .různých podmínek regenerace se přes katalyzátor vede toluen při teplotě 474 až 521 °C při tlaku 3,1 MPa, poměru vodík/uhlovodík 0,5 a hmotnostní prostorovou hodinovou rychlostí 5 až 6,3 h_1 po dobu 38 dnů.The catalyst prepared according to Example 6 is mixed with alumina and extruded. A catalyst of 65 weight percent zeolite and 35 weight percent alumina is obtained. After using the resulting catalyst for the toluene disproportionation under various regeneration conditions, toluene is passed through the catalyst at a temperature of 474-521 ° C at a pressure of 3 bar, a hydrogen / hydrocarbon ratio of 0.5 and a mass hourly space velocity of 5-6.3. h _ 1 for 38 days.
Obsah koksu po této době je 45 g/100 g katalyzátoru. Kapacita sorpce p-xylenu, měřená za tlaku 679,8 Pa, je 2 g na 100 g zeolitu a doba sorpce o-xylenu pro 30 % kapacity sorpce xylenu je 2900 minut. Měření sorpční doby se provádí za tlaku 506,5 Pa.The coke content after this time is 45 g / 100 g of catalyst. The sorption capacity of p-xylene, measured at 679.8 Pa, is 2 g per 100 g of zeolite and the sorption time of o-xylene for 30% of the xylene sorption capacity is 2900 minutes. The sorption time is measured at a pressure of 506.5 Pa.
Katalyzátor má hodnotu a 20. Toluen se uvádí přes katalyzátor při teplotě 521 °C při tlaku 3,1 MPa, hmotnostní hodinové prostorové rychlosti 6,3 h_1 a poměru vodík/uhlovodík 0,5. Konverze toluenu je 37 hmotnostních procent a výtěžek p-xylenu, vztažený na vyrobené xyleny, je 43 · °/o.The catalyst has a value of 20. The toluene is passed over the catalyst at 521 ° C at 3.1 MPa, a mass hourly space velocity of 6.3 h -1 and a hydrogen / hydrocarbon ratio of 0.5. The toluene conversion is 37% by weight and the yield of p-xylene based on the xylenes produced is 43%.
Příklad 9Example 9
Vyrobí se katalyzátor přidáním 3 g katalyzátoru podle příkladu 1 k roztoku 0,3 g hexahydrátu dusičnanu hořečnatého ve 2,2 mililitrech vody. Suspenze se důkladně promísí a kalcinuje na vzduchu zahříváním na 538 °C. Vyhřívání se provádí rychlostí 1,6 °C za minutu a pak se katalyzátor 10 hodin udržuje při teplotě 538 °C. Výsledný katalyzátor obsahuje 2,4 hmotnostního procenta hořčíku. Jeho kapacita sorpce je 5,2 g p-xylenu na 100 g zeolitu při 120 °G a tlaku p-xylenu 679,8 Pa. Při 120 °C a tlaku o-xylenu 506,5 Pá je doba sorpce pro 30 % xylenové kapacity 2600 minut. Katalyzátor má «-hodnotu 36.The catalyst was prepared by adding 3 g of the catalyst of Example 1 to a solution of 0.3 g of magnesium nitrate hexahydrate in 2.2 ml of water. The suspension is mixed thoroughly and calcined in air by heating to 538 ° C. The heating was carried out at a rate of 1.6 ° C per minute, and then the catalyst was held at 538 ° C for 10 hours. The resulting catalyst contained 2.4 weight percent magnesium. Its sorption capacity is 5.2 g p-xylene per 100 g zeolite at 120 ° C and p-xylene pressure 679.8 Pa. At 120 ° C and an o-xylene pressure of 506.5 Fri, the sorption time for 30% xylene capacity is 2600 minutes. The catalyst has a value of 36.
P ř í k 1 a d 10Example 10
Toluen se vede přes katalyzátor podle příkladu 9 při teplotě 550 °C, tlaku 4,14 MPa, poměru vodík/uhlovodík 4 hmotnostní hodinovou prostorovou rychlostí 10. Konverze toluenu je 20 hmotnostních procent a výtěžek p-xylenu, vztažený na xyleny, je 45 procent.The toluene is passed through the catalyst of Example 9 at 550 DEG C., 4 psig, a hydrogen / hydrocarbon ratio of 4 weight per hour space 10. The toluene conversion is 20 weight percent and the p-xylene yield based on xylenes is 45 percent .
Příklad 11Example 11
Vzorek katalyzátoru HZSM-5 typu popsaného v příkladu 6 o hmotnosti 5 g se umístí do skleněné trubky, vybavené kotoučkem ze skleněné frity. Ložem HZSM-5 se nechá procházet dimethylsilan rychlostí 40 ml/min. Po 15 minutách se v HZSM-5 sorbuje 0,60 g dimethysilanu. Produkt se přidá k 200 ml 15% vodného amoniaku, aby se hydrolyzoval sílán. Rychle se vyvíjí vodík. Po 1 hodině se produkt odfiltruje .a kalcinuje· rychlostí 1 °C/min až do teploty · 538 °C, na které se udržuje 6 hodin.A sample of 5 g of HZSM-5 catalyst of the type described in Example 6 is placed in a glass tube equipped with a glass frit disc. Dimethylsilane was passed through the HZSM-5 bed at a rate of 40 ml / min. After 15 minutes, 0.60 g of dimethysilane is absorbed in HZSM-5. The product was added to 200 mL of 15% aqueous ammonia to hydrolyse the silane. Hydrogen evolves rapidly. After 1 hour, the product was filtered off and calcined at a rate of 1 ° C / min to a temperature of 538 ° C for 6 hours.
Shora uvedený postup se opakuje celkem třikrát. Získá se HZSM-5 s obsahem 5 hmotnostních procent siliky.The above procedure is repeated a total of three times. HZSM-5 is obtained with a silica content of 5% by weight.
Katalyzátor sorbuje 4,1 g o-xylenu na 100.The catalyst absorbs 4.1 g of o-xylene per 100.
gramů zeolitu při 120 °C a tlaku o-xylenugrams of zeolite at 120 ° C and o-xylene pressure
506,5 Pa. 30 % kapacity sorpce se dosáhne za 2,7 minut, .«-hodnota katalyzátoru je 75.506,5 Pa. 30% of the sorption capacity is reached in 2.7 minutes.
Příklad 12Example 12
Přes katalyzátor podle příkladu 11 se při teplotě - 600 °C, tlaku 98,1 kPa, hmotnostní hodinové prostorové rychlosti 40 a tlaku vodík/uhlovodík 2 vede toluen. Konverze toluenu je 2- hmotnostní procenta a výtěžek p-xylenu, vztažený na xyleny, je 62 %. ' Při realističtější konverzi toluenu, například 20 procent, je selektivita na p-xylen pouze 27 procent, tj. koncentrace p-xylenu je v podstatě stejná jako koncentrace rovnovážná, což ukazuje, že doba sorpce pro dosažení 30 % kapacity sorpce rovnající se 2,7 min je příliš nízká.Toluene is passed through the catalyst of Example 11 at a temperature of - 600 ° C, a pressure of 98.1 kPa, a mass hourly space velocity of 40 and a hydrogen / hydrocarbon pressure 2. The toluene conversion is 2% by weight and the yield of p-xylene based on xylenes is 62%. With a more realistic conversion of toluene, for example 20 percent, the selectivity to p-xylene is only 27 percent, i.e. the p-xylene concentration is substantially the same as the equilibrium concentration, indicating that the sorption time to reach 30% of the sorption capacity is 2. 7 min is too low.
Příklad 13 g NH4-ZSM-5 o velikosti krystalů 0,03 ^т se suspenduje v roztoku 5,35 g kyseliny ortoborité ve 40 ml vody při teplotě 80 °C. Suspenze se nechá-stát přes noc (16,5 hodin) při 90 °C a pak se vlije do krystalizační misky o rozměrech 30 X 50 mm a umístí se v sušárně termostatované na 110 stupňů Celsia. Obsah misky se často míchá, až do vzniku jednotného suchého prášku. Teplota se postupně zvýší na 200 °C a katalyzátor se nechá při této teplotě 1 až' 2 hodiny. Pak se převede do pece, kde se žíhá - na vzduchu při 500 °C ve stejné otevřené krystalizační misce po dobu 17,5 hodin. Teoretické množství boru, přítomného ve formě 'kysličníku, je 4,06 hmot. % B. Prášek se slisuje na destičky a ty se rozdrtí a prošijí. - Používá se sítové frakce o rozměrech 14 až 20 mesh.Example 13 g of NH4-ZSM-5 having a crystal size of 0.03 µm is suspended in a solution of 5.35 g of orthoboric acid in 40 ml of water at 80 ° C. The suspension was left overnight (16.5 hours) at 90 ° C and then poured into a 30 X 50 mm crystallization dish and placed in an oven thermostated at 110 degrees Celsius. The contents of the dish are often mixed until a uniform dry powder is formed. The temperature is gradually raised to 200 ° C and the catalyst is left at this temperature for 1 to 2 hours. It is then transferred to an oven for annealing at 500 ° C in the same open crystallization dish for 17.5 hours. The theoretical amount of boron present in the form of the oxide is 4.06 wt. The powder is pressed into plates and crushed and sieved. 14 - 20 mesh sieve fractions are used.
Získaný katalyzátor sorbuje 3,1 - g p-xylenu při 120 °C a tlaku p-xylenu 679,8 Pa. Pri 120 °C a tlaku o-xylenu 506,5 - Pa je doba sorpce do 30 % kapacity 270 minut. Katalyzátor má -a-hodnotu 3,8.The catalyst obtained absorbs 3.1 g of p-xylene at 120 ° C and a p-xylene pressure of 679.8 Pa. At 120 ° C and an o-xylene pressure of 506.5 Pa, the sorption time to 30% capacity is 270 minutes. The catalyst has an α-value of 3.8.
Příklad -14Example -14
Přes 5- g katalyzátoru - podle- příkladu ' 13 se - při - teplotě 600 °C a tlaku 98,1 kPa vede hmotnostnů hodinovou prostorovou - rychlostíVia 5 g of the catalyst - according to example 13 - at 600 ° C and 98.1 kPa pressure, the mass per hour space velocity is conducted.
4,5 toluen. Konverze toluenu je 11,9 hmot, procent a výtěžek p-xylenu, vztažený na xyleny, je 74 %.4.5 toluene. The toluene conversion was 11.9 wt% and the yield of p-xylene relative to xylenes was 74%.
Příklad 15 g zeolitu typu popsaného v příkladu 6 se smísí se 6,5 g methoxidu antimonitého· a 75 ml p-xylenu. Suspenze se refluxuje pod dusíkem po dobu 17 hodin. Pevná látka se promyje 100 ml toluenu, pak 100 ml methanolu - a 100 ml n-hexanu. Produkt se vysuší - na - vzduchu a umístí do vakuové- sušárny, kde se nechá 3 hodiny při 100 °C. Pak se produkt 10 hodin kalcinuj’e na vzduchu při teplotě 538 °C. Produkt obsahuje 24 hmot. '% antimonu.EXAMPLE 15 g of a zeolite of the type described in Example 6 are mixed with 6.5 g of antimony methoxide and 75 ml of p-xylene. The suspension was refluxed under nitrogen for 17 hours. The solid is washed with 100 ml of toluene, then with 100 ml of methanol - and 100 ml of n-hexane. The product is air dried and placed in a vacuum oven where it is left at 100 ° C for 3 hours. Then the product is calcined in air at 538 ° C for 10 hours. The product contains 24 wt. % antimony.
Katalyzátor sorbuje 3,5 g p-xylenu na 100 gramů zenlítu při 120- °C -a tlaku p-xylenuThe catalyst absorbs 3.5 g of p-xylene per 100 grams of zenlite at 120 DEG C. and p-xylene pressure.
679,8 - Pa. Při 120 °C a tlaku o-xylenu 506,5 Pa je jeho doba sorpce pro 30 % kapacity xylenu 89 minut. Katalyzátor má -a-hodnotu 8.679.8 - Pa. At 120 ° C and an o-xylene pressure of 506.5 Pa, its sorption time for 30% xylene capacity is 89 minutes. The catalyst has an α-value of 8.
Příkl ad 16Example 16
10' g amoniové formy - -ZSM-5 - se suspenduje v roztoku' 5 g hexahydrátu dinitrátu uranylu' ve 20 - ml vody. Suspenze se zahřívá na teplotu 73 °C a nechá se stát přes' noc. Celý obsah nádoby se - pak vlije do krystalizační misky ' a miska se umístí v sušárně vyhřáté na- 130 °C. ' Katalyzátor se každých 30 minut zamíchá. Asi po 2 hodinách, kdy má - katalyzátor vzhled ' suchého- prášku, se umístí do' pece vyhřáté na 500 °C, kde se nechá - stát' přes noc. Konečná hmotnost kalcinovaného - katalyzátoru ' je 12,17 g. Katalyzátor má - kapacitu sorpce xylenu při 120 stupních Celsia a tlaku xylenu 599,8 + 106,6 Pa 6,3 g xylenu na 100 g zeolitu. Doba sorpce o-xylenu při 120 °C a tlaku 506,5 Pa do 30 procent kapacity sorpce je 4,8 minut. Katalyzátor má - «-hodnotu 83.10 'g of the ammonium form - ZSM-5 - is suspended in a solution of 5 g of uranyl dinitrate hexahydrate in 20 ml of water. The suspension was heated to 73 ° C and allowed to stand overnight. The entire contents of the vessel are then poured into a crystallization dish and the dish is placed in an oven heated to 130 ° C. The catalyst is stirred every 30 minutes. After about 2 hours, when the catalyst has the appearance of a dry powder, it is placed in a 500 ° C oven where it is left to stand overnight. The final weight of the calcined catalyst is 12.17 g. The catalyst has a xylene sorption capacity at 120 degrees Celsius and a xylene pressure of 599.8 ± 106.6 Pa and 6.3 g of xylene per 100 g of zeolite. The sorption time of the o-xylene at 120 ° C at a pressure of 506.5 Pa to 30 percent of the sorption capacity is 4.8 minutes. The catalyst has an «value of 83.
Příklad 17Example 17
Pres katalyzátor podle příkladu 16 se za tlaku 98,1 kPa -a teplotě 550 °C vede hmotnostní prostorovou hodinovou rychlostí 3,5 h_1 toluen. Konverze toluenu je 46 hmot, procent a výtěžek- p-xylenu, vztažený na- xyleny, je 24 °/o.Toluene is passed through a mass hourly space rate of 3.5 h at a pressure of 98.1 kPa at a temperature of 550 ° C through the catalyst of Example 16. The toluene conversion was 46% by weight and the yield of p-xylene, based on the xylenes, was 24%.
Příklad 18Example 18
11,6 g tetrahydrátu octanu horečnatého se - rozpustí -' ve 25 - ml vody. K roztoku se - ' přidá- 10 ' g 1/8 pellet amoniové ' formy - - krystalického - zeolitu ZSM-5. Katalyzátor ' se - - nechá - - několik -. minut - máčet, - pak - - se - přebytek kapaliny- - oddělí- - - a - uschová. - Katalyzátor se umístí - do - sušárny - - a odpaří - se ' voda. 'Po ' ochlazení se 'suchý katalyzátor přidá - ke .. Zbytku - roztoku octanu horečnatého. - - Přebytek kapaliny ' se - oddělí - a vlhký ''katalyzátor - se umístí do sušárny a nechá vyschnout. - Postup se opakuje tak dlouho, až se veškerá kapalina adsorbuje do katalyzátoru. Nakonec se katalyzátor umístí do pece, kde se udržuje přes noc při teplotě 500 °C. Hmotnost konečného^ katalyzátoru je 11,56 g. Katalyzátor má kapacitu sorpce xylenu při 120 °C a tlaku xylenu 599,8 + 106,6 Pa 4,2 gramu - xylenu na 109 g zeolitu. Doba - sorpce o-xylenu při 120 °C a tlaku 506,5 Pa do- 30 % kapacity sorpce je 7,5 minut. Katalyzátor má -a-hodnotu 21.Dissolve 11.6 g of magnesium acetate tetrahydrate in 25 ml of water. To the solution was added 10 g of 1/8 pellet ammonium form of crystalline zeolite ZSM-5. The catalyst is - - left - - several -. minutes - soak, - then - - the excess liquid - - separates - - and - keeps. The catalyst is placed in an oven and the water is evaporated. After cooling, the dry catalyst was added to the remainder of the magnesium acetate solution. The excess liquid is - separated - and the wet catalyst - is placed in an oven and allowed to dry. - The process is repeated until all liquid is adsorbed to the catalyst. Finally, the catalyst is placed in an oven where it is kept overnight at 500 ° C. The weight of the final catalyst was 11.56 g. The catalyst had an xylene sorption capacity at 120 ° C and a xylene pressure of 599.8 ± 106.6 Pa of 4.2 grams of xylene per 109 g of zeolite. The sorption time of the o-xylene at 120 ° C and the pressure of 506.5 Pa to 30% of the sorption capacity is 7.5 minutes. The catalyst has a -a-value of 21.
Příklad 19Example 19
Přes katalyzátor podle příkladu ' 18 se vede při teplotě 550 °C toluen -za tlaku -98,1 kPa a hmotnostní hodinové ' prostorové rychlosti 3,5 h1. Konverze toluenu je 12 hmot. % a výtěžek p-xylenu, vztažený na xylen, je 25 %.Toluene is passed through the catalyst of Example 18 at 550 ° C at a pressure of -98.1 kPa and a mass hourly space velocity of 3.5 h 1 . The toluene conversion is 12 wt. % and the yield of p-xylene based on xylene is 25%.
P ř í к 1 a d 20 л g amoniové formy ZSM-5 se přidá к roztoku 7,28 g hexahydrátu dusičnanu zinečnatého ve 20 ml vody. Suspenze se zahřeje přibližně na 90 °C a nechá stát přes noc. Celý obsah nádoby se pak vlije do krystalizační misky a miska se umístí do sušárny o teplotě asi 130 °C. Asi po 2 hodinách se katalyzátor umístí do pece o teplotě 500 °C a nechá se stát asi 8 hodin. Konečná hmotnost katalyzátoru po kalcinaci je 11,21 g. Katalyzátor má kapacitu sorpce xylenu při 120 °C a tlaku xylenu 599,8 + + 106,6 Pa 4,9 g xylenu na 100 g zeolitu. Doba sorpce o-xylenu při 120 °C a tlakuEXAMPLE 1 20 g of ammonium form ZSM-5 is added to a solution of 7.28 g of zinc nitrate hexahydrate in 20 ml of water. The suspension is heated to approximately 90 ° C and allowed to stand overnight. The entire contents of the vessel are then poured into a crystallization dish and the dish is placed in an oven at about 130 ° C. After about 2 hours, the catalyst was placed in an oven at 500 ° C and allowed to stand for about 8 hours. The final weight of the catalyst after calcination is 11.21 g. The catalyst has a xylene sorption capacity at 120 ° C and a xylene pressure of 599.8 ± 106.6 Pa of 4.9 g xylene per 100 g zeolite. Sorption time of o-xylene at 120 ° C and pressure
506,5 Pa do 30 ,% kapacity je 38 minut. Hodnota a katalyzátoru je 504.506.5 Pa to 30% of the capacity is 38 minutes. The value of α of the catalyst is 504.
Příklad 21Example 21
Přes katalyzátor podle příkladu 20 se při teplotě 550 °C a tloku 98,1 kPa vede hmotnostní hodinovou rychlostí 3,5 h1 toluen. Konverze toluenu je 20 hmot. %' a výtěžek p-xylenu, vztažený na xyleny, je 28 %.Over the catalyst of Example 20 at 550 ° C and 98.1 kPa leads tloku weight hourly velocity of 3.5 h 1 toluene. The toluene conversion is 20 wt. % and the yield of p-xylene based on xylenes is 28%.
Příklad 22 g kyselé formy ZSM-5 se suspenduje v roztoku 12,9 g tetrahydrátu dusičnanu vápenatého ve 25 ml vody. Suspenze se zahřeje na 88 °C a nechá se stát přes noc. Celý obsah se pak vlije do krystalizační misky, která se umístí v sušárně při teplotě 100 až 130 °C. Po asi 4 hodinách se teplota zvýší během asi 2 hodin na 200 °C. Katalyzátor se umístí přes noc v peci o teplotě 500 °C. Konečná hmotnost katalyzátoru po kalcinaci je 12,80 g. Katalyzátor má kapacitu sorpce xylenu při 120 °C a tlaku xylenu 599,8 + + 106,6 Pa; 1,2 g xylenu na liO-O g Zeolitu. Doba sorpce o-xylenu při 120 °C á tlakuExample 22 g of acid form ZSM-5 is suspended in a solution of 12.9 g of calcium nitrate tetrahydrate in 25 ml of water. The suspension is heated to 88 ° C and allowed to stand overnight. The entire contents are then poured into a crystallization dish, which is placed in an oven at 100-130 ° C. After about 4 hours, the temperature is raised to about 200 ° C in about 2 hours. The catalyst was placed in an oven at 500 ° C overnight. The final weight of the catalyst after calcination is 12.80 g. The catalyst has a xylene sorption capacity at 120 ° C and xylene pressure of 599.8 ± 106.6 Pa; 1.2 g xylene per 10-0 g Zeolite. Sorption time of o-xylene at 120 ° C and pressure
506.5 Pa do 30 % kapacity je 116 minut. Katalyzátor má hodnotu a 0,9.506.5 Pa to 30% capacity is 116 minutes. The catalyst has an α value of 0.9.
Příklad 23Example 23
Přes katalyzátor podle příkladu 22 se při teplotě 550 °C za tlaku 98,1 kPa vede toluen hmotnostní prostorovou hodinovou rychlostíToluene is passed through the catalyst of Example 22 at 550 ° C at a pressure of 98.1 kPa at a mass hourly space rate
3.5 h_ l. Konverze toluenu je 0,4 hmot. % a výtěžek p-xylenu, vztažený na xyleny, je 67 procent.3.5 h _ l . The toluene conversion is 0.4 wt. % and the yield of p-xylene based on xylenes is 67 percent.
P г í к 1 a d 2 4 g amoniové formy práškovitého katalyzátoru ZSM-5 se umístí do roztoku 11,6 g tetrahydrátu octanu hořečnatého ve 25 ml vody. Suspenze se zahřeje na teplotu 95 °C a nechá se stát přes noc. Celý obsah se pak vlije do krystalizační misky a miska se umístí do sušárny vyhřáté na 56 °C. Pak seExample 2 4 g of the ammonium form of the powdered catalyst ZSM-5 are placed in a solution of 11.6 g of magnesium acetate tetrahydrate in 25 ml of water. The suspension was heated to 95 ° C and allowed to stand overnight. The entire contents are then poured into a crystallization dish and the dish is placed in an oven heated to 56 ° C. Then
Iteplota zvedne na 100 až 120 °C. Suspenze se často promíchává až do vzniku na pohled suchého prášku. Pak se teplota postupně zvýší na 200 °C a udržuje se asi hodinu na této hodnotě. Katalyzátor se pak umístí do pece, kde se přes noc žíhá při 500 °C. Konečná hmotnost katalyzátoru je 11,37 g. Katalyzátor má kapacitu sorpce xylenu při 120 °C a tlaku xylenu 599,8 + 106,6 PaThe temperature rises to 100 to 120 ° C. The suspension is often mixed until it appears to be a dry powder. The temperature was then gradually raised to 200 ° C and maintained at this temperature for about an hour. The catalyst is then placed in an oven where it is annealed at 500 ° C overnight. The final weight of the catalyst is 11.37 g. The catalyst has a xylene sorption capacity at 120 ° C and a xylene pressure of 599.8 + 106.6 Pa
4,4 g xylenu na 100 g zeolitu. Doba sorpce o-xylenu při 120 °C a tlaku 506,5 Pa do 30 procent kapacity je 655 min. Katalyzátor má a-hodnotu 24.4.4 g xylene per 100 g zeolite. The sorption time of the o-xylene at 120 ° C and the pressure of 506.5 Pa to 30 percent of the capacity is 655 min. The catalyst has an α-value of 24.
Příklad 25Example 25
Přes katalyzátor podle příkladu 24 se při teplotě 550 QC, tlaku 98,1 kPa a hmotnostní prostorové hodinové rychlosti 4,5 h_l vede toluen. Konverze toluenu je 16 hmot. % a výtěžek p-xylenu, vztažený na xyleny, je 59 °/o.Over the catalyst of Example 24 at 550 Q C, a pressure of 98.1 kPa and a weight hourly space velocity of 4.5 h _l leads toluene. The toluene conversion is 16 wt. % and the yield of p-xylene based on xylenes is 59%.
Příklad 26Example 26
Katalyzátor obsahující ZSM-5, obsahující bor, se připraví postupem podle příkladu 13, s tím rozdílem, že se na 1 g amoniové formy ZSM-5 použije 0,22 g kyseliny ortoiborité. Obsah boru stanovený výpočtem jeThe boron-containing ZSM-5 catalyst was prepared as in Example 13, except that 0.22 g of orthoiboronic acid was used per g of ammonium form ZSM-5. The boron content determined by calculation is
3,34 hmot. %. Bór je přítomen pravděpodobně jako kysličník.3.34 wt. %. Boron is probably present as an oxide.
Přes shora uvedený katalyzátor se vede při 400 °C hmotnostní prostorovou hodinovou rychlostí 2,6 h1 propylen. Konverze je 94 %. Vzniklé aromáty (25 hmot. %) obsahují 31 % xylenů. Obsah p-xylenu v xylěnové frakci je 56 %.Despite the above catalyst is conducted at 400 ° C, a weight hourly space velocity of 2.6 h 1 propylene. The conversion is 94%. The resulting aromatics (25 wt%) contain 31% xylenes. The p-xylene content of the xylene fraction is 56%.
Příklad 27Example 27
Vzorek HZSM-5 sé smísí s kysličníkem antimonitým v poměru 0,43 g Sb2O;i na gram HZSM-5. Směs se slisuje, rozdrtí a vyseje se frakce 8 až 14 mesh. 1 g této frakce se umístí do skleněného mikrcreaktoru a délce 15 až 20 cm a průměru 14 až 18 mm. V lóži katalyzátoru je umístěna jímka pro topné tělísko. Katalyzátor se zahřívá 1 hodinu na 525 °C, přičemž se jím nechá procházet dusík rychlostí 50 ml/min. Katalyzátor se nechá za stálého provádění dusíku 3 hodiny při teplotě 500 až 525 °C a pak se půl hodiny žíhá na vzduchu (průtok 50 ml/min.). Výsledný katalyzátor obsahuje 30 °/o kysličníku antimonitého.A sample of HZSM-5 was mixed with antimony oxide in a ratio of 0.43 g Sb 2 O i per gram of HZSM-fifth The mixture was compressed, crushed and 8 to 14 mesh fractions were sieved. 1 g of this fraction was placed in a glass microrreactor with a length of 15-20 cm and a diameter of 14-18 mm. A reservoir for a heater is placed in the catalyst bed. The catalyst was heated to 525 ° C for 1 hour while passing nitrogen at 50 ml / min. The catalyst is left under constant nitrogen for 3 hours at 500-525 ° C and then calcined for half an hour in air (flow rate 50 ml / min). The resulting catalyst contains 30% antimony trioxide.
Příklad 28Example 28
Vzorek HZSM-5 modifikovaný 30 Sb2;O3, připravený podle příkladu 27, se umístí v reaktoru s vertikálním tokem. Propylen se vede přes katalyzátor při 400 °C a hmotnostní hodinové prostorové rychlosti 3,0.A sample of HZSM-5 modified 30 Sb 2 ; O 3, prepared according to Example 27, is placed in a vertical flow reactor. Propylene is passed through the catalyst at 400 ° C and a mass hourly space velocity of 3.0.
Konverze propylenu je 90,3 °/o. Aromáty se vyrobí se selektivitou 14,8 % a obsahují ja218565 ko hlavní složky benzen, toluen, xyleny a ethyltoluen. Největší frakci tvoří xylen (34 procent), který obsahuje 91 % p-isomeru.The propylene conversion is 90.3%. Aromates are produced with a selectivity of 14.8% and contain 185656 as the major components benzene, toluene, xylenes and ethyltoluene. The largest fraction is xylene (34 percent) containing 91% of the β-isomer.
Příklad 29Example 29
Dalšího vzorku katalyzátoru HZSM-5, modifikovaného 30 % Sb2O,3 z příkladu 27, se použije pro selektivní disproporcionaci toluenu. Toluen 'se vede přes katalyzátor ve vertikálně uspořádaném reaktoru s pevným ložem, při teplotě 550 °C, atmosférickém tlaku a hmotnostní hodinové prostorové rychlosti 1,0 h“i. Po· 6 hodinách provozu je konverze 'toluenu 20 %. Jako produkty se získají benzen a xyleny. Xyleny obsahují 81 % p-isomeru.Another sample of HZSM-5 catalyst, modified with 30% Sb 2 O, 3 of Example 27, was used for the selective disproportionation of toluene. The toluene is passed through the catalyst in a vertically arranged fixed bed reactor at a temperature of 550 ° C, atmospheric pressure and a mass hourly space velocity of 1.0 h -1. After 6 hours of operation, the toluene conversion is 20%. Benzene and xylenes are obtained as products. The xylenes contain 81% of the β-isomer.
Příklad 30Example 30
Způsobem popsaným v příkladě 27 se vyrobí další vzorek katalyzátoru ZSM-5, modifikovaného Sb2<O;l, -s tím rozdílem, že se na gram HZSM-5 použije 0,33 g kysličníku antimonitého. Výsledný katalyzátor obsahuje 25 % Sb2O;i.As described in Example 27, another sample of the Sb2 & lt ; 0.1 modified Modified ZSM-5 catalyst was prepared except 0.33 g of antimony trioxide was used per gram of HZSM-5. The resulting catalyst contains 25% Sb 2 O ;
Příklad' 31Example '31
Katalyzátoru vyrobeného · pddle příkladu se použije na · disproporcionaci 'toluenu na benzen a xylen při teplotě 550 °C, atmosférickém · tlaku · a hmotnostní hodinové prostorové rychlosti 1 h_t. Po 6 - hodinách • provozu je konverze toluenu 9,5 °/o. - Xylen-ový podíl obsahuje 83 % xylenu.The catalyst prepared according to the example is used for the disproportionation of toluene to benzene and xylene at 550 ° C, atmospheric pressure and a mass hourly space velocity of 1 h / t. After 6 hours of operation, the toluene conversion is 9.5%. The xylene portion contains 83% xylene.
Katalyzátor sorbuje · 1,39 g p-xylenu - na - 100 g · zeolitu při 120 °C a tlaku p-xylenu 679,8 Ta . Př i 12O.°C a tlkk li o-yylenu - 006, 5 Pa je doba sorpce pro - 30 % xylenové kapac city t(),3 více než 300 minut.The catalyst absorbs 1.39 g of p-xylene-per-100 g of zeolite at 120 ° C and a p-xylene pressure of 679.8 Ta. At 120 ° C and o-yylene pressure of - 006.5 Pa, the sorption time for - 30% xylene capacity t (), 3 is more than 300 minutes.
Příklad 3 2Example 3 2
Katalyzátor opdle příkladu 1 · se uvede do styku s 1-butenem při 400 QC hmotnostní ho- dinovou · prostorovou rychlostí 4 h“1 .za tlaku · -.98,1 kPa. Kapalný - produkt, , který tvoří hmot. %' násady, obsahuje 13,4 hmot.· % xylenu a 3,9 hmot. % ethyltoluenu. Xylenový podíl obsahuje 37 % p-xylenu a ethyltoluenový podíl obsahuje 43 % p-ethyltoluenu. Rovnovážné· hodnoty koncentrací těchto isomerů jsou 24 a 32 %.Catalyst · opdle Example 1 is contacted with 1-butene at 400 Q C · Din HO- weight space velocity of 4 h '1 .For pressure -.98,1 · psi. Liquid - the product, which forms mass. % of the feed, contains 13.4 wt.% xylene and 3.9 wt. % ethyltoluene. The xylene portion contains 37% p-xylene and the ethyltoluene portion contains 43% p-ethyltoluene. Equilibrium concentrations of these isomers are 24 and 32%, respectively.
Příklad 33Example 33
Katalyzátor podle příkladu 1 se uvede do styku ' s dodekanem při 400 °C hmotnostní prostorovou hodinovou rychlostí 10 h_1 za tlaku 98,1 kPa. Kapalný produkt, který tvoří 41 hmot. °/o -násady, -obsahuje '12,6 hmot, procent xylenu a 4,3 hmot. % ethyl·tolueek. Xylenový podíl obsahuje 63 % p-xylenu a ethyltoluenový podíl obsahuje 58 %! p-eíhyltoluenu.The catalyst of Example 1 is contacted with dodecane at 400 ° C by a mass hourly space velocity of 10 h -1 at a pressure of 98.1 kPa. The liquid product comprising 41 wt. It contains 12.6 wt.% Xylene and 4.3 wt. % ethyl · tolueek. The xylene portion contains 63% p-xylene and the ethyltoluene portion contains 58%! p-ethyltoluene.
Příklad 34Example 34
Tento příklad ilustruje výrobu p-diethylbenzenu za použití katalyzátoru podle příkladu 1 předem zpracovaného toluenu jako v příkladu 1, čímž se v něm uloží přibližně 4 hmot. °/o uhlíkatých úsad (koksu). Směs benzenu a ethylenu v molárním poměru 1 : 2 (čerstvá násada) se smísí s recyklovaným proudem obsahujícím benzen aethylbenzen a vede přes katalyzátor při teplotě 440 až ' 454 °C a tlaku 2,07 MPa a hmotnostní hodinové prostorové rychlosti 2 h“1, vztažené · na - kg ethylenu/h/kg katalyzátoru. Z proudu vycházejícího z reaktoru -se destilací oddělí recyklovaný proud jako hlavová frakce. Tento proud -obsahuje benzen, ethylbenzen a nezreagovaný ethylen a -recykluje se - do -reaktoru. - Spodková frakce obsahuje požadovaný produkt, tj. p-diethylbenzen.This example illustrates the preparation of p-diethylbenzene using the catalyst of Example 1 pretreated with toluene as in Example 1, thereby storing about 4 wt. ° / o carbonaceous deposits (coke). A 1: 2 molar ratio of benzene and ethylene (fresh feed) is mixed with a recycle stream containing benzene and ethylbenzene and passed through the catalyst at a temperature of 440 to 454 ° C and a pressure of 2.07 MPa and a mass hourly space velocity of 2 h -1. based on - kg ethylene / h / kg catalyst. It separates the recycle stream as a overhead from the reactor effluent stream. This stream contains benzene, ethylbenzene and unreacted ethylene and is recycled to the reactor. The bottom fraction contains the desired product, i.e. p-diethylbenzene.
Specifická selektivita na p-dialkylaromatické - sloučeniny, které se dosahují .za - .použití katalyzátorů popsaných v -tomto · popise, - závisí na - konkrétně použité násadě a provozních podmínkách. Při disproporcionaci toluenu je -obsah p-xylenu ve vyrobených xylenech nejvýšší při nízké konverzi toluenu. K^omě toho- se zjistilo, že katalyzátory podle 'tohoto vynálezu vykazují -velmi překvapující a neobvyklou vlastnost, -tj., že při určité konverzi toluenu se selektivita, na p-xylen zvyšuje se zvyšováním teploty - přibližně v rozmezí - od- 400 do 700 °C.The specific selectivity to the β-dialkylaromatic compounds obtained by the use of the catalysts described in this specification depends on the particular charge used and the operating conditions. In toluene disproportionation, the p-xylene content of the xylenes produced is highest at a low toluene conversion. In addition, it has been found that the catalysts of the present invention exhibit a very surprising and unusual property, i.e., that at some toluene conversion, the selectivity to p-xylene increases with increasing temperature - in the range of - about 400 ° C. to 700 ° C.
Při- srovnávání - para-selektivity různých katalyzátorů je proto žádoucí provádět srovnání při -stejné - provozní teplotě, například 550 °C, - a při - -stejné konverzi -toluenu, například 20 %, - která se nastavuje rychlostí dávkování. - Para-selektivita za 'těchto referenčních podmínek -se může bud přímo- naměřit, nebo -extrapolovat z jiných -skutečných provozních podmínek.When comparing the para-selectivity of the different catalysts, it is therefore desirable to perform a comparison at the same operating temperature, for example 550 ° C, and at the same conversion of toluene, for example 20%, which is set at the feed rate. Para-selectivity under these reference conditions can either be measured directly or extrapolated from other actual operating conditions.
Hodnoty -selektivity na p-xylen (p-selektivity), tj. % p-xylenu v xylenovém podílu, za shora uvedených standardních podmínek (20 °/o konverze; při - 550 -°°) a doba sorpce o-xylenu do 30 °/o kapacity -sorpce při 120°Values of -selectivity to p-xylene (p-selectivity), i.e.% p-xylene in xylene fraction, under the above standard conditions (20 ° / o conversion; at - 550 - °°) and sorption time of o-xylene up to 30 % Of the absorption capacity at 120 °
Celsia (t0,3) jsou uvedeny v následující tabulce III.Celsius (t0.3) are shown in Table III below.
za použití toluenu při 550 °C a 20% konverzi toluenu. 24 %· p-xylenu je rovnovážná koncentrace p-xylenu ve směsi xylenů, aneznamená proto vysokou selektivitu.using toluene at 550 ° C and 20% toluene conversion. 24% · p-xylene is the equilibrium concentration of p-xylene in the xylene mixture and therefore does not indicate high selectivity.
+ + faktor selektivity ( %; p-xylenu v xylenovémpodllu-24) + + selectivity factor (%; p-xylene in xylene sub-24)
Shora uvedená data . jsou graficky znázorněna na připojeném obrázku, kde je faktor selektivity na p-xylen vynesen proti době sorpce o-xylenu pro 30 °/o kapacity. Z grafu na obr. ' 1 je ihned zřejmé, že katalyzátory, které mají dobu sorpce xylenu pro 30 °/o. xylenové kapacity vyšší než 10 minut, jsou selektivní na p-xylen.The above data. are graphically depicted in the attached figure where the selectivity factor for p-xylene is plotted against the sorption time of o-xylene for 30% capacity. It is immediately apparent from the graph of FIG. 1 that catalysts having a xylene sorption time of 30%. xylene capacities greater than 10 minutes are selective for p-xylene.
Příklad 35 kg křemičitanu sodného (druh Q) se smísí s 23,8 kg vody. Výsledný roztok se označí jako · roztok A. 0,61 kg síranu hlinitého [ A13(SO4]3.14 H2O] obchodní čistoty, 7,13 kg chloridu sodného obchodní čistoty a 1,58 kg kyseliny sírové (96,06 hmot. % H2SO4) se smísí s 32,5 kg vody. Výsledný roztok se označí jako· roztok B. Roztok A a roztok B se . smísí v trysce a nastříkají do autoklávu vybaveného lopatkovým mí-chadlem. Pak se k obsahu autoklávu přidá 1,28 kilogramu tri-n-propylaminu a 1,10 kg n-propylbromidu. Směs se nechá za míchání při 121 ot/min reagovat při 158 °C. Po 14,1 hodinách při 158 °C se pevný proud analyzuje · rentgenovou difrakcí a podle rentgenogramu tvoří produkt 100 % ZSM-5 s poměrem S1O21/A/2O3 70.Example 35 kg of sodium silicate (type Q) are mixed with 23.8 kg of water. The resulting solution is designated as · solution A. 0.61 kg of commercial grade aluminum sulphate [A13 (SO4) 3.14 H2O], 7.13 kg of commercial grade sodium chloride and 1.58 kg of sulfuric acid (96.06 wt% H2SO4) 32.5 kg of water are added and the solution is designated as solution B. Solution A and solution B are mixed in a nozzle and injected into an autoclave equipped with a paddle stirrer, then 1.28 kg of tri-amide are added to the autoclave. n-propylamine and 1.10 kg of n-propyl bromide The mixture was allowed to react at 158 rpm with stirring at 121 rpm After 14.1 hours at 158 ° C, the solid stream was analyzed by x-ray diffraction to form a product 100 % ZSM-5 with S1O21 / A / 2O3 ratio 70.
Vzorek takto připraveného ZSM-5 o hmotnosti 10 g se uvede do styku s 500 ml 1 N roztoku chloridu amonného. Výměna iontů se provádí ve 3 stupních. První stupeň se provádí 2 hodiny při 100 °C, druhý 18 hodin při teplotě místnosti a třetí 3 hodiny při 100 °C. Produkt se pak kalcinuje rychlostí l°C/min až do teploty 538 °C. Při této teplotě se produkt udržuje 10 hodin. Výsledný HZSM-5 má velikost krystalů 1 až 2 μπι, kapacitu sorpce p-xylenu 6 hmot. % a dobu sorpce o-xylenu do 30 % kapacity 116 minut. Obě posledně uvedená měření se· provádějí při 120 °C. Při stanovování kapacity sorpce p-xylenu je parciální tlak uhlovodíku 679,8 Pa a při určování doby sorpce o-xylenu je parciální tlak uhlovodíku 506,5 Pa.A sample of 10 g of ZSM-5 thus prepared was contacted with 500 ml of 1 N ammonium chloride solution. The ion exchange is carried out in 3 stages. The first step was carried out for 2 hours at 100 ° C, the second for 18 hours at room temperature and the third for 3 hours at 100 ° C. The product is then calcined at a rate of 1 ° C / min up to a temperature of 538 ° C. The product is held at this temperature for 10 hours. The resulting HZSM-5 has a crystal size of 1 to 2 μπι, a sorption capacity of p-xylene of 6 wt. % and sorption time of o-xylene up to 30% capacity 116 minutes. The latter two measurements are carried out at 120 ° C. In determining the sorption capacity of p-xylene, the hydrocarbon partial pressure is 679.8 Pa, and in determining the sorption time for o-xylene, the hydrocarbon partial pressure is 506.5 Pa.
Příklad · 36Example · 36
Přes katalyzátor s velkými krystaly HZSM-5 podle příkladu 1 se za tlaku 98,1 kPa a při teplotě přibližně 400 až 650 °C vede hmotnostní hodinovou prostorovou rychlostí 5 až 100 h_1 toluen. Reakční podmínky a naměřené výsledky v hmotnostních procentech jsou uvedeny v tabulce /V.Over the catalyst with a large crystal HZSM-5 from Example 1 under a pressure of 98.1 kPa at a temperature of about 400 to 650 ° C results in a weight hourly space velocity of 5 to 100 h _1 toluene. The reaction conditions and the measured results in weight percent are given in Table / V.
cU p X cU HcU p X cU H
+ <33 O 'Φ > o 44 + <33 O 'Φ> o 44
Φ o >Φ o>
4-» ω4- »ω
>N> N
a φ P f-Hand φ P f-H
O H φ N P Φ CQO H φ N P Φ CQ
2d2d
ω P 44ω P 44
>u> u
Cm cmCm cm
СЮ' rHСЮ 'rH
CD 0СуCD 0Су
CD LOCD LO
CO co CO lo o τ—I Г-НCO what CO was about τ — I Г-Н
X o '2 'c* o ЙX o '2' c * o Й
4-> o a X · *f—I4-> o and X · * f — I
4Φ4Φ
CO o O O) O o °° 5? <O (DCOmOJHOJOOOUJrl^OOoOCDDQoinHrlCMrOts C5 rH CD CD CM CD^Je My см ICy CM~ Cd OO^ <4. Dd ЧНИЧ Ή «2WHAT O O) O o °° 5? <O (DCOmOJHOJOOOUJrl ^ OOoOCDDQoinHrlCMrOts C5 rH CD CD CM CD ^ It's My ICy CM ~ Cd OO ^ <4. Dd ЧНИЧ Ή «2
O LO LD O rHLO LD O rH
O O rH CMO O rH CM
o X 'Φo X 'Φ
Φ 4—> 44 o X áΦ 4—> 44 o X á
Tj O &Tj O &
>—I> —I
P > od MP> by M
Cd το φCd το φ
>?π>? π
PhPh
XX
Cd ,4U 44Cd, 4U 44
O >O>
'od'from
N >N>
>4 +O tí Ό O K &4> 4 + O ti Ό O K & 4
Ze shora uvedených výsledků je zřejmé, že se p-xylen selektivně vyrábí v množství vyšším, než je jeho koncentrace v termodynamicky rovnovážné směsi xylenů. Rovněž je zřejmé, že když se zvyšuje teplota v rozmezí od 400 do 650 °C, má to za následek podstatné zvyšování selektivity na p-xylen.From the above results, it is apparent that p-xylene is selectively produced in an amount higher than its concentration in a thermodynamically equilibrium xylene mixture. It will also be appreciated that increasing the temperature in the range of 400 to 650 ° C results in a substantial increase in selectivity to p-xylene.
Příklad 37Example 37
Zeolit HZSM-5 s velikostí krystalů asi 0,03 μη se vyrobí takto:Zeolite HZSM-5 with a crystal size of about 0.03 μη is produced as follows:
a) Příprava roztokua) Preparation of the solution
Roztok křemičitanuSilicate solution
40,9 kg křemičitanu sodného40.9 kg sodium silicate
23,7 kg vody23.7 kg of water
118 g dispergátoru Daxad 27 (sodná sůl polymerované substituované benzenoidní alkylsulfonové kyseliny ve směsi se suspenzním činidlem)118 g of Daxad 27 dispersant (sodium salt of polymerized substituted benzenoid alkylsulfonic acid mixed with a suspending agent)
Roztok kyselinyAcid solution
1430 g Ah(SO4)3 . xHzO (molekulová hmotnost = 595)1430 g Ah (SO 4) 3. xHzO (molecular weight = 595)
3440 g H2SO4 4890 g NaCl3440 g H2SO4 4890 g NaCl
24,3 kg H2O24.3 kg H2O
Přídavné pevné látkyAdditional solids
2840 g NaCl2840 g NaCl
2390 g n-propylbromidu 4590 g methylethylketonu2390 g of n-propyl bromide 4590 g of methyl ethyl ketone
Přídavná kapalinaAdditional liquid
1180 g H2O1180 g H2O
b) Postup(b) Procedure
Roztok křemičitanu a roztok kyseliny se smísí ve směšovací trysce za vzniku gelu, který se nastříká do autoklávu o obsahu 114 litrů, do kterého bylo předloženo 1180 gramů vody.The silicate solution and the acid solution are mixed in a mixing nozzle to form a gel which is sprayed into a 114-liter autoclave to which 1180 grams of water have been introduced.
Gel se šlehá mícháním, přidá se 2840 g chloridu sodného a směs se důkladně promísí. Po skončení míchání se přidá roztok organických látek, kterým se gel převrství. Autokláv se uzavře a bez míchání zahřívá asi na 104 °C a udržuje se 14 až 15 hodin za těchto podmínek, aby předreagovaly organické látky. Na konci této předreakční periody se mícháním při 90 ot/min zahájí počáteční perioda krystalizace. Po asi 75 až 80 hodinách se teplota zvedne na 160 °C a udržuje se takto asi 3 hodiny, aby se dokončila krystalizace. Přebytek nezreagovaných organických látek se odstraní prudkým odpařením a obsah autoklávu se ochladí a autokláv se vyprázdní. Produkt se analyzuje rentgenovou difrakcí a určí jako 100% krystalický zeolit ZSM-5. Chemická analýza důkladně promytého krystalického produktu je tato:The gel is whisked by stirring, 2840 g of sodium chloride are added and mixed thoroughly. After stirring, the organic solution is added to overlay the gel. The autoclave is sealed and heated to about 104 ° C without stirring and held under these conditions for 14 to 15 hours to pre-react the organics. At the end of this pre-reaction period, an initial crystallization period is initiated by stirring at 90 rpm. After about 75 to 80 hours, the temperature is raised to 160 ° C and held for about 3 hours to complete crystallization. Excess unreacted organic matter is removed by vigorous evaporation and the contents of the autoclave are cooled and the autoclave is emptied. The product was analyzed by X-ray diffraction and determined to be 100% crystalline zeolite ZSM-5. Chemical analysis of a thoroughly washed crystalline product is as follows:
hmotnostní % molární poměrweight% mole ratio
Po důkladném promytí a vysušení asi při 121 °C se zeolit převede na katalytickou formu tímto několikastupňovým postupem:After thorough washing and drying at about 121 ° C, the zeolite is converted to the catalytic form using the following multi-step procedure:
a) Nejprve se provede předběžná kalcinace v 100% atmosféře dusíku 3 hodiny při 538 stupních Celsia za atmosférického tlaku řízenou rychlostí vyhřívání 2,8 °C/min z teploty okolí až na 538 °C.(a) First, calcination in 100% nitrogen atmosphere is performed for 3 hours at 538 degrees Celsius at atmospheric pressure at a controlled heating rate of 2.8 ° C / min from ambient temperature up to 538 ° C.
b] Provede se iontová výměna s 1 N roztokem dusičnanu amonného při teplotě místnosti po dobu 1 hodiny za použití 5 ml roztoku činidla na gram zeolitu.b] An ion exchange is carried out with 1 N ammonium nitrate solution at room temperature for 1 hour using 5 ml of reagent solution per gram of zeolite.
c] Zeolit se promyje 4 objemy vody.c] The zeolite was washed with 4 volumes of water.
d) Opakují se stupně b) a c) a provede se vysušení při 121 °C na vzduchu.d) Repeat steps b) and c) and air dry at 121 ° C.
Analýzou se zjistí, že zeolit s vyměněnými kationty obsahuje 0,01 hmot. % sodíku a že má ia-hodnotu 162. Jeho kapacita sorpce o-xylenu je 5,6 hmot. % a doba sorpce o-xylenu pro 30 % této kapacity je nižší než 1,3 min. Obě uvedená měření se provádějí při 120 °C a za parciálního tlaku uhlovodíku 506,5 Pa.The analysis revealed that the cation exchange zeolite contained 0.01 wt. It has an α-xylene sorption capacity of 5.6% by weight of sodium. % and the sorption time of o-xylene for 30% of this capacity is less than 1.3 min. Both measurements are carried out at 120 ° C and 506.5 Pa.
Příklad 38Example 38
Přes mikrokrystalický katalyzátor HZSM-5 podle příkladu 3 se za tlaku 98,1 kPa, při teplotě 600 až 650 °C vede hmotnostní hodinovou prostorovou rychlostí 20 až 100 h_1 toluen. Reakční podmínky a výsledky vyjádřené v hmotnostních % jsou uvedeny v tabulce V.Microcrystalline Over HZSM-5 catalyst of Example 3 at a pressure of 98.1 kPa at a temperature of 600-650 ° C results in a weight hourly space velocity of 20 to 100 h _1 toluene. The reaction conditions and the results in% by weight are given in Table V.
CM CD i_n ad cdCM CD i_n ad cd
Pokus Doba Teplota Hmotnostní Benzen Toluen Xyleny *) celkové Сэ+ Konverze číslo (h) °C hodinová p- m- o- množství prostorová rychlostExperiment Time Temperature Mass Benzene Toluene Xylenes *) total Сэ + Conversion number (h) ° C hourly p- m- o- amount space velocity
Ze shora uvedených výsledků je zřejmé, že množství p-xylenu ve vyrobené celkové směsi xylenu odpovídá v podstatě koncentraci p-xylenu termodynamicky rovnovážné směsi.From the above results, it is clear that the amount of p-xylene in the total xylene mixture produced corresponds substantially to the p-xylene concentration of the thermodynamically equilibrium mixture.
Na obr. 2 je uvedeno porovnání selektivity na p-xylen jednak HZSM-5 s malými krystaly, tj. o velikosti asi 0,03 /zrn, a HZSM-5 s velkými krystaly, tj. o velikosti asi 1 /tm. Z tohoto srovnání je zřejmé, že selektivita na p-xylen se výrazně zlepší za použití látky s velkými krystaly. Tak při konverzi toluenu 10 % je za použití velkých krystalů selektivita na paraxylen 48 %, zatímco za použití látky s malými krystaly se dosáhne selektivity na p-xylen 27 %.Figure 2 shows a comparison of selectivity to p-xylene of both HZSM-5 with small crystals, i.e. about 0.03 µm, and HZSM-5 with large crystals, i.e. about 1 µm. From this comparison, it is apparent that selectivity to p-xylene is greatly improved by using a large-crystal substance. Thus, with a 10% toluene conversion, the selectivity to paraxylene is 48% using large crystals, while the selectivity to p-xylene is 27% using a small crystal.
Příklad 39Example 39
Na vzorek katalyzátoru HZSM-5 s velkými krystaly podle příkladu 35 se působí 2 hodiny párou při teplotě 560 °C a přetlakuA sample of the HZSM-5 large crystal catalyst of Example 35 was steam treated at 560 ° C and positive pressure for 2 hours.
98,1 kPa.98.1 kPa.
Příklad 40Example 40
Přes katalyzátor s velkými krystaly podle příkladu 39 se za tlaku 98,1 kPa, teplotě asi 650 °C vede hmotnostní hodinovou prostorovou rychlostí 20 h_1 toluen. Reakční podmínky a naměřené výsledky jsou uvedeny v tabulce VI.Toluene is passed through a large-crystal catalyst according to Example 39 at a pressure of 98.1 kPa at a temperature of about 650 ° C. The reaction conditions and measured results are shown in Table VI.
CD tS) U +CD 50S +
σ>σ>
sCD > O ωsCD> O ω
CDCD
%%
>4 X> 4 X
α φ N fl ω PQ '2α φ N fl ω PQ '2
4-» ω О й4- »ω О й
4—' О4— 'О
<э о<э о
О CD CD о о CD о сэ о θ θ θ' οО CD CD о о CD о сэ о θ θ θ 'ο
со <—' ου ·— u -—' unj ·—' (лj ·—ί—ι ·' ---Ο. Ο4~ σ) 00~ 04^ Ογ 04~ 00~ CD~ Η. сэсо <- 'ου · - u -—' unj · - '(лj · —ί — ι ·' --- Ο. ~4 ~ σ) 00 ~ 04 ^ Ογ 04 ~ 00 ~ CD ~ Η. сэ
СО θ 04 Со сч θθ Τ-Γ О? Т-Г Г-Г о Сч ° Н ° CD 00 00 OJ 04 т-Ч —’ '—' со -—' U0 ·—' ’Ф '—Ό -—' ·—> СП ·—' О» -—' ι-Ч >—'СО θ 04 Со сч θθ Τ-Γ О? Т-Г-Г о Сч ° Н ° CD 00 00 OJ 04 т-Ч - '' - 'со -—' U0 · - '' Ф '—Ό -—' · -> СП · - 'О »- - 'ι-Ч> -'
СО^ 04 00~ СП О00^ 04~ СЧ~ СЧ~ гЧ^ СО CD со тг сч θθ Со oo Tt? 'ф' со' θθ гЧ 3 ^UPtOCOt/^OOCD?1,СО ^ 04 00 ~ СП О00 ^ 04 ~ СЧ ~ СЧ ~ гЧ ^ СО CD со тг сч θθ Со oo Tt? 'ф' со 'θθ гЧ 3 ^ UPtOCOt / ^ OOCD? 1 ,
СР со ωСР со ω
Й Ui 0-1 'CD > О йЙ Ui 0-1 'CD> О й
Έ! ω >Έ! ω>
Й U ωЙ U ω
S о со оS о со о
'CD > о й'CD> о й
CD *>>CD * >>
о дй оо дй о
Й > й 4-1 сл *Й ω >u Рч лЙ> й 4-1 сл * Й ω> u Рч л
ω 'Йω 'Й
Ui о > 'ЙUi о> 'Й
N >N>
Z uvedených výsledků je opět zřejmé, že za použití zeolitu HZSM-5 s velkými krystaly je množství vyrobeného p-xylenu podstatně vyšší, než je jeho rovnovážná koncentrace, a po 5 až 6 hodinách provozu se blíží 100 %.Again, it is apparent from the above results that using large crystal zeolite HZSM-5, the amount of p-xylene produced is substantially higher than its equilibrium concentration and is close to 100% after 5-6 hours of operation.
Příklad 41 při molárním poměru vodíku к uhlovodíku 2 přes katalyzátor HZSM-5 s velkými krystaly podle příkladu 39 za tlaku 98,1 kPa a při teplotě asi 650 °C hmotnostní hodinovou prostorovou rychlostí 10 h_1. Reakční podmínky jsou uvedeny v tabulce VII.Example 41 at a molar ratio of hydrogen to hydrocarbon 2 over the HZSM-5 large crystal catalyst of Example 39 at a pressure of 98.1 kPa and at a temperature of about 650 ° C by an hourly space velocity of 10 h -1 . The reaction conditions are shown in Table VII.
Toluen se dávkuje společně s vodíkemToluene is dosed together with hydrogen
Tabulka VIITable VII
Doba Teplota Hmotnostní Benzen. Toluen Xyleny *) Celkové Сэ+ Konverze (h) C hodinová , p- m- o- množství prostorová rychlostTime Temperature Weight Benzene. Toluene Xylenes *) Total Сэ + Conversion (h) C hourly, p- m- o- amount space velocity
cd o a cdcd o and cd
CD OCD O
CD o су ° o CDCD o су ° o CD
CO ·—'CM '—'00 ‘—'00 —' ·—' Tfl·—'CO · —'CM '—'00 ‘—'00 -' · - 'Tfl · -'
Q N O) CD^ 0y co CO_ My 00 Lfy COOy r-Γ cxf Q? r-Γ o r-Γ θ r-Γ θ гч θ' i—I r4 r4 r—| i—It—IQ N O) CD ^ 0y what CO_ My 00 Lfy COOy r-Γ cxf Q? r-Γ o r-Γ θ r-Γ θ гч θ 'i — I r4 r4 r— | i-It-I
T-H -—' ---см ·—CM ·— OO -- ‘'T-H -— '--- см · —CM · - OO - ‘'
Ю [> о Ю CO CO^ [X CO^ CD co cd oo oo оо оо см oo cm co cmuo co oo co oo OOOO co .—.,—iCq <— cd ·—‘O '—''>[> О Ю CO CO ^ [X CO ^ CD co cd oo oo оо оо см oo cm co cmuo co oo co OOOO co .—., - iC q <- cd · —'O '-''
C\y CM~ CD 0> CD CD CO CM~ CD Ογ CD тЧ oo oo CD co cd oo cd oo t-Γ co ooC \ y CM ~ CD 0> CD CD CO CM ~ CD Ογ CD тЧ oo oo
Mi M< Mi Ю LO LOMi M <MiЮLO LO
OO
4tí cd o rC o >r—<4c cd o rC o> r— <
z?of?
> cd> cd
4-J4-J
СЛ ΌСЛ Ό
ΦΦ
Λ ω 'Cd Λ ř-ι o > 'cdD ω 'Cd Λ--o>' cd
>4> 4
18 5 6618 5 66
Když se porovnají výsledky uvedené v tabulkách VI a VII, je zřejmé, že přítomnost vodíku i při celkovém tlaku 98,1 kPa podstatně snižuje rychlost stárnutí katalyzátoru, čímž se významně zvyšuje životnost katalyzátoru a snižuje se frekvence regenerací.Comparing the results in Tables VI and VII, it is clear that the presence of hydrogen, even at a total pressure of 98.1 kPa, significantly reduces the aging rate of the catalyst, thereby significantly increasing the catalyst life and reducing the regeneration frequency.
Příklad 42Example 42
Přes vzorek katalyzátoru HZSM-5 s velkými krystaly podle příkladu 39 se asi při 625 °C a tlaku 2,59 MPa vede hmotnostní hodinovou prostorovou rychlostí 20 h_1 toluen . v přítomnosti vodíku při molárním poměru vodíku k uhlovodíku 6. ,Toluene was passed through a sample of the HZSM-5 large-crystal catalyst of Example 39 at about 625 ° C and a pressure of 20 psig at a hourly space velocity. in the presence of hydrogen at a hydrogen to hydrocarbon molar ratio of 6.
Počáteční konverze je 24,8 hmot. % při selektivitě na p-xylen (jako procentuální podíl z celkové směsí xylenů) 45 %. Po 14 dnech je konverze 21 % a selektivita na p-xylen 82 %.The initial conversion was 24.8 wt. % at selectivity to p-xylene (as a percentage of total xylene mixtures) 45%. After 14 days the conversion was 21% and the selectivity to p-xylene was 82%.
Změny v konverzi toluenu a v selektivitě na p-xylen, ke kterým dochází v průběhu čtrnáctidenního pokusu, jsou zřejmé z obr. 3. Z obr. 3 je konkrétně zřejmé, že rychlost stárnutí je mírná a projevuje se relativním poklesem konverze o 1,2 -%. Během této periody selektivita na p-xylen (vyjádřená jako podíl p-xylenu ve směsi xylenů) stoupá o 2,9 % za den.The changes in toluene conversion and selectivity to p-xylene that occur during the 14-day experiment are evident from Figure 3. In particular, Figure 3 shows that the aging rate is moderate and results in a relative decrease in conversion of 1.2 -%. During this period the selectivity to p-xylene (expressed as the proportion of p-xylene in the xylene mixture) increases by 2.9% per day.
Příklad 43Example 43
Katalyzátor se připraví zahříváním 8,5 g zeolitu ZSM-5, obsahujícího asi 10 % krystalových dvojčat o nejmenší velikosti - do 3 |um a asi 90 %. polykrystalických sferoidů o velikosti 5 až 10 μη, 5 hodin na teplotu 538 °C na vzduchu, po kterém se provede ve třech stupních výměna iontů při teplotě místnosti za použití 500 ml 1 N roztoku chloridu -amonného, a to po dobu 15,3 h, 3,8 hodin a 3,0 h. Získaná látka se kalcinuje na vzduchu 10 h při 538 °C. Výsledný produkt má kapacitu sorpce p-xylenu 6,2 hmot. '% a dobu sorpce o-xylenu do- 30 % kapacity 40 minut. Obě posledně uvedená měření se provádějí při 120 °C. Při stanovování kapacity sorpce p-xylenu je parciální tlak uhlovodíku 679,8 Pa a při určování doby sorpce o-xylenu je parciální tlak uhlovodíku 506,5 Pa.The catalyst is prepared by heating 8.5 g of zeolite ZSM-5 containing about 10% of the smallest crystal twins of up to 3 µm and about 90%. of polycrystalline spheroids of 5 to 10 μη, 5 hours at 538 ° C in air, followed by ion exchange in three stages at room temperature using 500 ml of 1 N ammonium chloride solution for 15,3 h , 3.8 hours and 3.0 h. The obtained material was calcined in air at 538 ° C for 10 h. The resulting product has a p-xylene sorption capacity of 6.2 wt. and the sorption time of o-xylene to 30% of the capacity of 40 minutes. The latter two measurements are carried out at 120 ° C. In determining the sorption capacity of p-xylene, the hydrocarbon partial pressure is 679.8 Pa, and in determining the sorption time for o-xylene, the hydrocarbon partial pressure is 506.5 Pa.
Přes katalyzátor získaný podle příkladu 43 se při teplotě 600 °C vede hmotnostní hodinovou prostorovou rychlostí 50 h - 1 za tlaku 98,1 kPa toluen. Konverze toluenu je 10,6 hmot. -%. Produkt obsahuje 5,1 hmot. -% benzenu, 89,4 hmot. % toluenu a 5,5 hmot, procent xylenů. Xylenová frakce obsahuje 35,2 % p-xylenu.Toluene is passed through the catalyst obtained according to Example 43 at 600 ° C at a hourly space velocity of 50 h -1 at a pressure of 98.1 kPa. The toluene conversion is 10.6 wt. -%. The product contains 5.1 wt. % benzene, 89.4 wt. % toluene and 5.5 wt.% xylenes. The xylene fraction contains 35.2% p-xylene.
Příklad 44 kg křemičitanu sodného [druh Q) se smísí s 23,8 kg vody. Výsledný roztok se označí jako roztok A. 0,61 kg síranu hlinitého- [A1'2(SO4]). 14 HzO] obchodní čistoty,Example 44 kg of sodium silicate [type Q) is mixed with 23.8 kg of water. The resulting solution is designated as Solution A. 0.61 kg of aluminum sulfate- [Al2 (SO4)). 14 HzO] commercial purity,
7,13 kg chloridu sodného- obchodní čistoty a 1,58 kg kyseliny sírové (96,5 hmot. % H2SO4) - se smísí s 32,5 kg vody. Výsledný roztok -se označí jako roztok B. Roztok A a roztok B se spolu smísí v trysce a nastříkají se do autoklávu vybaveného- míchadlem s velkou střižnou silou. Výsledný gel se v autoklávu mísí při 90 ot/min po dobu jedné hodiny a přidá se k němu 1,28 kg tri-n-propylaminu a 1,10 kg n-propylbromidu. Směs se -nechá reagovat při 160 °C za míchání při 90 ot/min. Po 20 hodinách při 160 °C se odebere vzorek směsi z autoklávu -a pomocí rentgenového difrakčního - diagramu se zjistí, že pevný produkt je tvořen 100 % ZSM-5. Po celkové reakční době 28,7 h při - 160 °C se obsah autoklávu - ochladí. Výsledný pevný produkt se promývá dekantací deionizovanou vodou obsahující 3500 ppm -Primafloc C-7 (polyamoniumbisulfát), až je dekantovana voda prosta chloridů. Pevný produkt se odfiltruje a vysuší při 121 °C.7.13 kg of commercial grade sodium chloride and 1.58 kg of sulfuric acid (96.5 wt% H2SO4) are mixed with 32.5 kg of water. The resulting solution is designated as solution B. Solution A and solution B are mixed together in a nozzle and injected into an autoclave equipped with a high shear mixer. The resulting gel was mixed in an autoclave at 90 rpm for one hour, and 1.28 kg of tri-n-propylamine and 1.10 kg of n-propyl bromide were added. The mixture is allowed to react at 160 ° C with stirring at 90 rpm. After 20 hours at 160 ° C, a sample of the mixture is taken from the autoclave and the solid product is 100% ZSM-5 using an X-ray diffraction pattern. After a total reaction time of 28.7 h at -160 ° C, the autoclave content was cooled. The resulting solid product is washed by decanting with deionized water containing 3500 ppm -Primafloc C-7 (polyammonium bisulfate) until the decanted water is free of chloride. The solid product was filtered off and dried at 121 ° C.
500 g vysušeného filtračního koláče, získaného jako produkt, se kalcinuje v dusíkové atmosféře 3 hodiny při 538 °C. 444 g kalcinovaného produktu se míchá 1 hodinu při teplotě okolí s 2220 ml 1 N roztoku dusičnanu- amonného. Směs se za vakua odfiltruje. Iontová - výměna - - se opakuje. Filtrační koláč - se promyje 1776 - ml vody a pevný produkt se vysuší při 121 °C. Obsah - vodíku v konečném produktu je nižší než 0,01 %.500 g of the dried filter cake obtained as product are calcined under nitrogen at 538 ° C for 3 hours. 444 g of the calcined product was stirred for 1 hour at ambient temperature with 2220 ml of 1 N ammonium nitrate solution. The mixture was filtered under vacuum. The ion - exchange - repeats. The filter cake is washed with 1776 ml of water and the solid product is dried at 121 ° C. The hydrogen content of the final product is less than 0.01%.
Výsledný - - katalyzátor - má velikost krystalů 1 až 2 μι, - kapacitu sorpce p-xylenu - 6,5 hmotnostního - - % a dobu sorpce o-xylenu pro 30 % této kapacity 92 -min. Měření Obou posledních hodnot se provádí při 120 °G.- -Při měření sorpce p-xylenu je parciální tlak uhlovodíku 679,8 Pa. Při určování - doby sorpce - o-xylenu je parciální tlak uhlovodíku 506,5 Pa.The resulting - catalyst - has a crystal size of 1 to 2 µm, a p-xylene sorption capacity of 6.5% by weight, and an o-xylene sorption time for 30% of this capacity of 92 min. Measurements The last two values are carried out at 120 DEG C. When measuring the sorption of p-xylene, the partial pressure of the hydrocarbon is 679.8 Pa. In determining the sorption time of o-xylene, the hydrocarbon partial pressure is 506.5 Pa.
Příklad 45Example 45
Katalyzátor podle příkladu 11 se uvede do styku s 1-butenem· při -400 °C, -hmotnostní hodinové prostorové rychlosti 4- - h_1 a tlaku 98,1 kPa. Kapalný produkt, který tvoří 98 hrnci. % násady, -obsahuje -13,4 hmot. % xylenu a 3,9 hmot. % ethyltoluenu. Xylenová frakce obsahuje 37 % p-xylenu a ethyltoluenová frakce obsahuje- 43 % p-ethyltoluenu. Rovnovážná koncentrace p-xylenu ve směsi xylenů je - 29 - % a p-ethyltoluenu ve směsi ethyltoluenu 32 %.The catalyst of Example 11 is contacted with 1-butene at -400 [deg.] C, a hourly space velocity of 4-h -1 and a pressure of 98.1 kPa. Liquid product, consisting of 98 pots. % of the batch, -contains -13.4 wt. % xylene and 3.9 wt. % ethyltoluene. The xylene fraction contains 37% p-xylene and the ethyltoluene fraction contains 43% p-ethyltoluene. The equilibrium concentration of p-xylene in the xylene mixture is -29% and of p-ethyltoluene in the ethyltoluene mixture is 32%.
Příklad 46Example 46
Katalyzátor podle příkladu 44 se - -uvede do styku s dodekanem při -400 °C, hmotnostní hodinové prostorové rychlosti 10 - h_1 a tlaku 98,1 kPa. Kapalný produkt, který tvoří 41 hmotnostních -% násady, obsahuje 12,6 hmot. % xylenu a 9,3 hmot. -% ethyltoluenu. Xylenová frakce obsahuje 63 % p-xylenu a ethyltoluenová frakce obsahuje 58 % p-ethyltoluenu.The catalyst of Example 44 is contacted with dodecane at -400 ° C, hourly space velocity of 10 h -1 and a pressure of 98.1 kPa. The liquid product, which constitutes 41% by weight of the feed, contains 12.6% by weight. % xylene and 9.3 wt. -% ethyltoluene. The xylene fraction contains 63% p-xylene and the ethyltoluene fraction contains 58% p-ethyltoluene.
Příklad 47Example 47
Katalyzátor podle příkladu 44 se uvede do styku s toluenem při 550 °C, hmotnostní hodinové prostorové rychlosti 50 h1, tlaku 2,5 MPa a molárním poměru vodík/uhlovodík 6. Kapalný produkt, obsahující 20 hmot. % konvertovaného toluenu, sestává z 12,1 hmot. ·% xylenů, přičemž zbytek tvoří benzen. Xylenová frakce ·obsahuje 30 % p-xylenu.The catalyst of Example 44 was contacted with toluene at 550 ° C, hourly space velocity of 50 h1, pressure of 2.5 MPa, and hydrogen / hydrocarbon molar ratio 6. The liquid product containing 20 wt. % converted toluene, consisting of 12.1 wt. ·% Xylenes, the remainder being benzene. The xylene fraction contains 30% p-xylene.
Příklad 48Example 48
Na katalyzátor podle příkladu 44 se 5 hodin působí toluenem při 640 °C, hmotnostní hodinové prostorové rychlosti 50 h1 a tlaku 98,1 kPa. Na katalyzátoru se usadí 4 hmot. % koksu. Takto zpracovaný katalyzátor se uvádí do styku s toluenem při 550 stupních Celsia, při tlaku 4,14 MPa, hmotnostní hodinové prostorové rychlosti 40 h_1 a molárním poměru vodík/uhlovodík 10. Kapalný produkt obsahuje 80,7 hmot. ' % toluenu (19,3 % konverze] a 9,6 hmot. % xylenů a benzen. Xylenový podíl obsahuje 82 % p-xylenu.The catalyst of Example 44 was treated with toluene at 640 ° C, hourly space velocity of 50 h 1 and pressure of 98.1 kPa for 5 hours. 4 wt. % of coke. The catalyst thus treated is contacted with toluene at 550 degrees Celsius, at a pressure of 40 psi, an hourly space velocity of 40 h -1 and a hydrogen / hydrocarbon molar ratio of 10. The liquid product contains 80.7 wt. toluene (19.3% conversion) and 9.6 wt% xylenes and benzene The xylene moiety contains 82% p-xylene.
Příklad 49 g katalyzátoru podle příkladu 44 se uvedou do styku s roztokem obsahujícím 1,02 g tetrahydrátu octanu hořečnatého ve 4 ml vody. Výsledná suspenze se během 24 hodin odpaří do sucha na vzduchu a pak se zbytek 10 hodin kalcinuje při 538 · za vzniku produktu HZSM-5 obsahujícího 6 hmot. % kysličníku hořečnatého.Example 49 g of the catalyst of Example 44 were contacted with a solution containing 1.02 g of magnesium acetate tetrahydrate in 4 ml of water. The resulting suspension was evaporated to dryness in air over 24 hours and then the residue was calcined at 538 ° C for 10 hours to give HZSM-5 containing 6 wt. % of magnesium oxide.
Příklad 50Example 50
Katalyzátor podle příkladu 49 se uvádí do · styku s toluenem při teplotě 550 °C, tlaku 4,14 MPa, hmotnostní hodinové prostorové rychlosti 40 v poměru vodík/uhlovodíkThe catalyst of Example 49 is contacted with toluene at a temperature of 550 ° C, a pressure of 40 psi, a hourly space velocity of 40 in a hydrogen / hydrocarbon ratio.
4. Konverze toluenu je 29,4 %. Kapalný produkt obsahuje 15,3 hmot. % xylenu, který obsahuje 53 % p-isomeru.4. The toluene conversion is 29.4%. The liquid product contains 15.3 wt. % xylene containing 53% of the β-isomer.
Příklad 51Example 51
Tento příklad ilustruje výrobu p-diethylbenzenu za použití katalyzátoru podle příkladu 44, předem zpracovaného toluenem jako v příkladu 1, čímž se v něm uloží přibližně 4 'himot. °/o uhlíkatých úsad (koksu). Směs benzenu a ethylenu v molárním poměru 1:2 (čerstvá násada) se smísí s recyklovaným proudem obsahujícím benzen a ethylbenzen a vede přes katalyzátor při teplotě 440 až 454 °C a tlaku 2,07 MPa a hmotnostní hodinové prostorové rychlosti 2 h_1, vztažené na kg ethylenu/h/kg katalyzátoru. Z proudu vycházejícího z reaktoru se destilací oddělí recyklovaný proud jako hlavová frakce. Tento proud obsahuje ben zen, ethylbenzen a nezreagovaný ethylen a recykluje se do· reaktoru. Spodková frakce obsahuje požadovaný produkt, tj. p-diethylbenzen.This example illustrates the preparation of p-diethylbenzene using the catalyst of Example 44 pretreated with toluene as in Example 1, thereby storing approximately 4 'himot. ° / o carbonaceous deposits (coke). A 1: 2 molar ratio of benzene and ethylene (fresh feed) is mixed with a recycle stream containing benzene and ethylbenzene and passed through the catalyst at a temperature of 440 to 454 ° C and a pressure of 2.07 MPa and a mass hourly space velocity of 2 h_1 based on kg of ethylene / h / kg of catalyst. From the reactor effluent, the recycle stream is separated by distillation as overhead. This stream contains benzene, ethylbenzene and unreacted ethylene and is recycled to the reactor. The bottom fraction contains the desired product, i.e. p-diethylbenzene.
Příklad 52Example 52
Vzorek katalyzátoru HZSM-5 o· velikosti krystalů 0,02 až 0,05 /zm o hmotnosti 5 g se umístí do · skleněné trubky, vybavené kotoučkem ze skleněné frity. Ložem HZSM-5 se .nechá procházet dirnethylsilan · rychlostí 40 ml/min. Po 15 minutách se v HZSM-5 sorbuje 0,60 g dimethylsilanu. Produkt se přidá k 200 ml 15% vodného amoniaku, aby se hydrolyzoval sílán. Rychle se vyvíjí vodík. Po 1 hodině se produkt odfiltruje a kalcinuje rychlostí l°C/min až do teploty 538 stupňů Celsia, na které se udržuje 6 hodin.A sample of HZSM-5 catalyst having a crystal size of 0.02-0.05 µm and a weight of 5 g is placed in a glass tube equipped with a glass frit disc. The HZSM-5 bed was passed through the methylsilane at a rate of 40 ml / min. After 15 minutes, 0.60 g of dimethylsilane is absorbed in HZSM-5. The product was added to 200 mL of 15% aqueous ammonia to hydrolyse the silane. Hydrogen evolves rapidly. After 1 hour, the product was filtered and calcined at a rate of 1 ° C / min up to 538 degrees Celsius for 6 hours.
Shora uvedený postup se opakuje celkem třikrát. Získá se HZSM-5 s· obsahem 5 hmot, procent siliky.The above procedure is repeated a total of three times. HZSM-5 is obtained with a content of 5% by weight of silica.
Příklad 53Example 53
Připraví se katalyzátor HZSM-5 modifikovaný silikon, jako v příkladu 52, s tím rozdílem, že se použije HZSM-5 o rozměrech krystalů 1 až 2 í;iii . místo HZSM-5 o rozměrech 0,02 .až 0,05 μΐη.A modified silicone HZSM-5 catalyst was prepared, as in Example 52, except that HZSM-5 having a crystal size of 1-2 µm was used; iii. instead of HZSM-5 measuring 0.02 to 0.05 μΐη.
Toluen (5,2 hmot, dílu) se uvádí do styku s 0,13 hmot, dílu tohoto katalyzátoru při teplotě 600 °C a hmotnostní hodinové prostorové rychlosti 20. Obsah p-xylenu v xylenovém produktu, stanovený plynovou chromatografií, je 79 · %. Toto číslo je podstatně vyšší, než koncentrace p-xylenu 30 % dosažená za použití výchozího HZSM-5 za srovnatelných podmínek.Toluene (5.2 parts by weight) is contacted with 0.13 parts by weight of this catalyst at a temperature of 600 ° C and a hourly space velocity of 20. The p-xylene content of the xylene product, as determined by gas chromatography, is 79%. . This number is significantly higher than the 30% p-xylene concentration achieved using the initial HZSM-5 under comparable conditions.
Příklad 54Example 54
K 1,42 g fenylmethylsiloxanu (o molekulové hmotnosti 1686) rozpuštěného· ve 40 ml n-hexanu se přidají 4 g NH4 ZSM-5 o velikosti krystalů 1 až 2 μΐη. Vzorek NHá ZSM-5 obsahuje 35 ·% aluminy jako pojivá. Směs se pomalu v průběhu 2 hodin odpaří v rotační odparce. Zbytek se kalcinuje na vzduchu rychlostí 1 °C/min až do teploty 538 °C a při této teplotě se udržuje po dobu 7 h. Získá se HZSM-5 modifikovaný silikon., jehož obsah siliky je 14 hmot. %.To 1.42 g of phenylmethylsiloxane (molecular weight 1686) dissolved in 40 ml of n-hexane is added 4 g of NH4 ZSM-5 having a crystal size of 1 to 2 μΐη. The NH4 ZSM-5 sample contains 35% alumina as a binder. The mixture was slowly evaporated in a rotary evaporator over 2 hours. The residue was calcined in air at a rate of 1 ° C / min up to 538 ° C and maintained at this temperature for 7 h. HZSM-5 modified silicone was obtained with a silica content of 14% by weight. %.
Příklad 55Example 55
K 0,73 g fenylmethylsiloxanu (o molekulové hmotnosti 1686), rozpuštěného ve 40 mililitrech n-hexanu, se přidají 4 g NHá ZSM-5 o velikosti krystalů 1 až 2 μΐη. Směs se během 1/2 hodiny odpaří v rotační odparce. Zbytek se kalcinuje na vzduchu rychlostí l/C/min až do teploty · 538 °C. Produkt se při teplotě 538 °C udržuje po dobu 7 hodin. Získá se HZSM-5 modifikovaný silikou s obsahem siliky 7,5 hmot. %.To 0.73 g of phenylmethylsiloxane (molecular weight 1686), dissolved in 40 ml of n-hexane, are added 4 g of NH3 ZSM-5 having a crystal size of 1 to 2 μΐη. The mixture was evaporated in a rotary evaporator over 1/2 hour. The residue is calcined in air at a rate of l / C / min up to a temperature of · 538 ° C. The product was held at 538 ° C for 7 hours. Silica modified HZSM-5 with a silica content of 7.5 wt. %.
Příklad 56Example 56
Κ 0,32 g methylhydrogensiloxanu (o molekulové hmotnosti 308'7), rozpuštěného ve 40 ml n-hexanu, se přidají 4 g NHá ZSM-5 o velikosti krystalů 1 až 2 /um. Směs se během 1/2 hod. odpaří v - rotační odparce. Zbytek se kalcinuje na vzduchu rychlostí 1 “C/ /min až do teploty 538 °C. Produkt se při teplotě 538 °C udržuje po dobu 7 h. Získá se HZSM-5 modifikovaný silikou s obsahem siliky 7,5 hmot. %.Κ 0.32 g of methylhydrogensiloxane (molecular weight 308-7) dissolved in 40 ml of n-hexane are added 4 g of NH 2 ZSM-5 having a crystal size of 1 to 2 µm. The mixture was evaporated in a rotary evaporator over 1/2 hour. The residue is calcined in air at a rate of 1 ° C / min to a temperature of 538 ° C. The product was maintained at 538 ° C for 7 h. Silica modified HZSM-5 with a silica content of 7.5 wt. %.
Příklad 57Example 57
K 0,40 g dimethylsiloxanu [o molekulové hmotnosti 4385), rozpuštěného ve 40 ml n-hexanu, se přidají 4 g NH4 ZSM-5 o velikosti krystalů 1 až 2 μΐη. Směs se během 1/2 hod. odpaří v rotační odparce. Zbytek se kalcinuje na vzduchu rychlostí 1 °C/min až do teploty 538 °C. Produkt se při teplotě 538 °C udržuje po dobu 7 hodin. Získá se HZSM-5 modifikovaný silikou s obsahem siliky 7,5 hmot. %.To 0.40 g of dimethylsiloxane (molecular weight 4385) dissolved in 40 ml of n-hexane is added 4 g of NH4 ZSM-5 having a crystal size of 1 to 2 μΐη. The mixture was evaporated in a rotary evaporator over 1/2 hour. The residue is calcined in air at a rate of 1 ° C / min up to 538 ° C. The product was held at 538 ° C for 7 hours. Silica modified HZSM-5 with a silica content of 7.5 wt. %.
Příklad 58Example 58
Vzorek HZSM-5 modifikovaného silikou, připraveného podle příkladu 57, se zpracuje na pelety, vysetím se oddělí frakce o rozměrech 14 až 30 mesh a tato frakce se zkouší v průtokovém reaktoru při disproporcionací toluenu v přítomnosti vodíku za molárního poměru vodík/uhlovodík 2 a atmosférického tlaku. Reakce se provádí při 550 až 600 °C a hmotnostní hodinové prostorové rychlosti 8 až 22 h_1. Výsledky jsou shrnuty v tabulce VIII.A sample of silica-modified HZSM-5 prepared according to Example 57 was pelleted, sieved to separate a 14-30 mesh fraction and was tested in a flow reactor by toluene disproportionation in the presence of hydrogen at a hydrogen / hydrocarbon molar ratio of 2 and atmospheric pressure. The reaction is carried out at 550 to 600 ° C and a mass hourly space velocity of 8 to 22 h -1 . The results are summarized in Table VIII.
Tabulka VIIITable VIII
Ze shora uvedených dat je zřejmé, že selektivita na p-xylen je při stejné konverzi a teplotě ' podstatně vyšší po modifikaci silikou a že tato selektivita zůstává vysoká po regeneraci katalyzátoru vypálením uhlíkatých úsad vzduchem při 540 °C.From the above data, it is clear that the selectivity to p-xylene is substantially higher after modification with silica at the same conversion and temperature, and that this selectivity remains high after the catalyst has been regenerated by burning the carbonaceous deposits with air at 540 ° C.
Příklad 59Example 59
Vzorek HZSM-5 modifikovaného silikou, připravený podle příkladu 55, se . zpracuje na pelety, vysetím se oddělí frakce o - rozměrech 14 až 30 mesh a tato frakce se zkouší v - průtokovém . reaktoru . při - - disproporcionaci toluenu v přítomnosti vodíku za molárního poměru vodík/uhlovodík 2 - a - atmosférického tlaku. Reakce se provádí při 550 až 600 °C a hmotnostní hodinové - prostorové rychlosti 6 až 25 h_1. Výsledky jsou shrnuty v tabulce IX.A sample of HZSM-5 modified with silica, prepared according to Example 55, was se. 14 to 30 mesh fractions were sieved and tested in a flow-through. reactor. - disproportionation of toluene in the presence of hydrogen at a hydrogen / hydrocarbon molar ratio of 2 - and - atmospheric pressure. The reaction is carried out at 550 to 600 ° C and a mass hourly space velocity of 6 to 25 h -1. The results are summarized in Table IX.
Tabulka IXTable IX
Ze shora uvedených výsledků je zřejmé, že katalyzátor HZSM-3 modifikovaný silikou je plně regenerovatelný (na vzduchu při 340 °C) a vykazuje podstatně vyšší selektivitu na p-xylen ve srovnání s nemodifikovaným katalyzátorem za stejné konverze a tlaku.From the above results it is evident that the HZSM-3 catalyst modified with silica is fully regenerable (in air at 340 ° C) and exhibits a significantly higher selectivity to p-xylene compared to the unmodified catalyst at the same conversion and pressure.
Příklad 60Example 60
Katalyzátor HZSM-3 modifikovaný silikou, připravený podobným způsobem jako v příkladu 33, ale obsahující 1,9 hmot. % siliky, se testuje při disproporcionaci toluenu v - průtokovém reaktoru za atmosférického tlaku v přítomnosti vodíku při molárním poměru vodík/uhlovodík 2. Reakce se provádí při 30 až 20 h_1. Výsledky jsou shrnuty v tabulce X.Silica-modified HZSM-3 catalyst prepared in a similar manner to Example 33 but containing 1.9 wt. % of silica, was tested by disproporting toluene in a flow-through reactor at atmospheric pressure in the presence of hydrogen at a hydrogen / hydrocarbon molar ratio of 2. The reaction was carried out at 30 to 20 h -1 . The results are summarized in Table X.
Tabulka XTable X
P ř í k 1 a d 61Example 61
Vzorek HZSM-3 modifikovaného silikou, připraveného podle příkladu 36, se zkoušíA sample of HZSM-3 modified with silica, prepared according to Example 36, was tested
TabulkTabulk
při disproporcionaci toluenu prováděné za podmínek příkladu 60. Výsledky jsou uvedeny v tabulce XI.toluene disproportionation carried out under the conditions of Example 60. The results are shown in Table XI.
XIXI
Hmotnostní hodinová Teplota prostorová rychlost°C (h-i]Weight Hour Temperature Room Speed ° C (h-i)
2033020330
1033010330
33303330
Pří klad 62 ..Example 62 ..
Provádí se disproporcinace toluenu za použití vzorku HZSM-3 modifikovaného silikou jako katalyzátoru, připraveného podle příkladu 34. Reakce se provádí při teplotě 300. °C - za · přetlaku 4,14 MPa. Poměr vodík/ /uhlovodík . · (molární) · je 2 a hmotnostní hodinová , prostorová •rychlost je7 h_1. V - průběhu · 18 . ·dnů ·.-provozu · ·poklesne konverze mírně z 38 na 36 %, zatímco podíl p-xylenu v xylenové · směsi vzroste z - ·38 na 70· ·%.Toluene was disproporated using a silica modified HZSM-3 sample prepared as described in Example 34. The reaction was carried out at 300 ° C under a pressure of 40 psi. Hydrogen / hydrocarbon ratio. · (Molar) · is 2 and the mass hourly, spatial • velocity is 7 h_1. During - 18. · Days · of operation · · conversion decreases slightly from 38 to 36%, while the proportion of p-xylene in the xylene mixture increases from - · 38 to 70 · ·%.
Příklad 63 v přítomnosti vzorku HZSM-3 modifikovaného silikou, připraveného podle .příkladu 33. Molární poměr toluen/methanol · je 4 a používá · se katalyzátoru ve formě pelet o rozměru částic 14 až 30 mesh. Reakce se provádí -,· při teplotě 400 · až . 330 eC,, · atmosférickém · tlaku, hmotnostní hodinové prostorové · rychlostí - 101 · za -. · použití · vodíku, - přičemž · molární · poměr - vodík/uhlovodík . je 2. Výsledky - jsou shrnuty v tabulce - XII. · Z -výsledků- je zřejmá vysoká selektivita na p-xylen.Example 63 in the presence of a silica-modified HZSM-3 sample prepared according to Example 33. The toluene / methanol molar ratio is 4 and a catalyst in the form of pellets having a particle size of 14 to 30 mesh is used. The reaction is carried out at a temperature of 400 ° C to 400 ° C. 330 e C, · atmospheric pressure, mass hourly space velocity - 10 1 · per -. · Use of · hydrogen, · with · molar · hydrogen / hydrocarbon ratio. is 2. Results - are summarized in Table - XII. The high selectivity to p-xylene is apparent from the results.
Alkylace toluenu methanolem se - provádíThe alkylation of toluene with methanol is carried out
Tabulka - XIITable - XII
Obsah p-xylenu ve směsi xylenů · hmot. %The content of p-xylene in the mixture of xylenes · wt. %
Konverze toluenu hmot. %Conversion of toluene wt. %
Hmotnostní hodinová Teplota prostorová rychlost °C (h-ijMass Hour Temperature Room Speed ° C (h-ij
Příklad 64Example 64
Vyrobí se krystaly ZSM-5 za použití těchto látek:Crystals of ZSM-5 were produced using the following substances:
Křemičitanový roztok kg křemičitan sodný druh Q (NazO/ /SíOz = 3,3)Silicate solution kg sodium silicate type Q (NazO / / SiO2 = 3,3)
23,8 kg voda23.8 kg water
Roztok kyselinAcid solution
612 g síranu hlinitého 1600 g kyseliny sírové 7190 g chloridu sodného612 g aluminum sulphate 1600 g sulfuric acid 7190 g sodium chloride
32,5 kg vody32.5 kg of water
Organické látkyOrganic substances
1290 g tri-n-propylaminu s1290 g of tri-n-propylamine s
1110 g n-propylbromidu.1110 g of n-propyl bromide.
Roztok křemičitanu a roztok kyselin se smísí v trysce za vzniku gelovité sraženiny, která se nadávkuje do 114^^itrového míchaného autoklávu. Po skončení gelace se přidají organické látky a teplota se za míchání zvýší na 157 °C. Reakční směs se za míchání při 121 ot/min udržuje 17 hodin při 157 °C. . Produkt se pak analyzuje rentgenovou difrakcí a identifikuje jako· ZSM-5. Pak se produkt promytím zbaví rozpustných solí a vysuší. Analýzou produktu se dospěje k následujícímu složení (molární poměry)The silicate solution and the acid solution are mixed in a nozzle to form a gel-like precipitate which is metered into a 114 µL stirred autoclave. After the gelation is complete, the organic substances are added and the temperature is raised to 157 ° C with stirring. The reaction mixture was maintained at 157 ° C for 17 hours with stirring at 121 rpm. . The product is then analyzed by X-ray diffraction and identified as ZSM-5. The product is then washed free of soluble salts and dried. Analysis of the product yields the following composition (molar ratios)
Takto připravený ZSM-5 se nejprve kalcinuje na vzduchu při 370 °C a pak se provede · výměna za amonné · ionty působením 5 N roztoku NHaCl při 100 °C ve dvou stupních (15 ml roztoku na gram zeolitu) nejprve po dobu 16 hodin a podruhé po dobu 4 hodin. Katalyzátor se odfiltruje, zbaví promylí'm · hloridú a vysuší na vzduchu.The thus prepared ZSM-5 is first calcined in air at 370 ° C and then exchanged for ammonium ions by treatment with 5 N NHaCl solution at 100 ° C in two steps (15 ml solution per gram of zeolite) first for 16 hours and a second time for 4 hours. The catalyst was filtered off, washed with chlorides and air dried.
Výsledná amoniová forma ZSM-5 (NH4 ZSM-5) se převede na vodíkovou formu kalcinací na vzduchu rychlostí 1 °C/min až do 538 °C a pak se udržuje 10 hodin při 538 °C.The resulting ammonium form ZSM-5 (NH4 ZSM-5) is converted to the hydrogen form by calcination in air at a rate of 1 ° C / min up to 538 ° C and then held at 538 ° C for 10 hours.
Směs toluenu (1715 g) a methanolu (426 gramů) v molárním poměru 1,4/1 se vede přes 5 g takto připraveného HZSM-5 při 550 °C hmotnostní hodinovou prostorovou rychlostí 5 hmot, dílů násady/hmot. díl katalyzátoru/h celkem po dobu 85 h. Aktivita katalyzátoru poklesne z počáteční konverze toluenu 70 hmot. % na nulu na konci 85 hodinové periody. Zakoksováním vzroste hmotnost katalyzátoru o 77 · %.A mixture of toluene (1715 g) and methanol (426 grams) in a molar ratio of 1.4 / 1 is passed through 5 g of the HZSM-5 thus prepared at 550 ° C by an hourly space velocity of 5 parts by weight / part by weight. The catalyst activity decreases from an initial toluene conversion of 70 wt. % to zero at the end of the 85 hour period. Coking increases the catalyst weight by 77%.
Část zakoksovaného katalyzátoru se regeneruje přes noc na vzduchu při 550 °C.A portion of the coke catalyst was regenerated overnight at 550 ° C in air.
Regenerovaného katalyzátoru v množstvíRegenerated catalyst in amount
0,8 g, obsahujícího· asi 30 hmotnostních % koksu, se použije na alkylaci toluenu methanolem, která se · provádí za použití směsi toluenu a methanolu v molárním poměru · 1,4 : 1. Alkylace se provádí při 490 °C a hmotnostní hodinové prostorové rychlosti0.8 g, containing about 30% by weight of coke, is used for the alkylation of toluene with methanol, which is carried out using a toluene / methanol mixture in a molar ratio of 1.4: 1. The alkylation is carried out at 490 ° C and weight per hour. space velocities
11,5 hmot,, dílů násady/hmot. díl katalyzátoru/h. Konverze toluenu je 60 · a poměr p-, m- a o-isomerů xylenu v xylenové frakci je 50 : 33 : 17.11.5 wt. part catalyst / h. The toluene conversion is 60% and the ratio of the p-, m- and o-isomers of xylene in the xylene fraction is 50: 33: 17.
Příklad 65Example 65
Po použití při postupu podle příkladu 64 se katalyzátor 16 hodin regeneruje na vzduchu při 550· °C. Regenerovaného katalyzátoru v množství 0,8 g, obsahujícího asi · 30 hmot. °/o koksu, se použije na alkylaci toluenu methanolem, která se provádí za použití směsi toluenu a methanolu v molárním poměru 1,4/1. Alkylace se provádí při 490 °C a hmotnostní hodinové prostorové rychlosti 18 hmot, dílů násady/hmot. díl katalyzátoru/h. Konverze toluenu je 49 % a poměr p-, m- a o-isomerů xylenu v xylenové frakci je 52 : 32 : 16.After use in the procedure of Example 64, the catalyst was regenerated in air at 550 ° C for 16 hours. Regenerated catalyst in an amount of 0.8 g, containing about 30 wt. Is used for the alkylation of toluene with methanol, which is carried out using a toluene / methanol mixture in a molar ratio of 1.4 / 1. The alkylation is carried out at 490 ° C and a mass hourly space velocity of 18 masses, parts of batch / mass. part catalyst / h. The toluene conversion is 49% and the ratio of the p-, m- and o-isomers of xylene in the xylene fraction is 52: 32: 16.
Příklad 66Example 66
Připraví se katalyzátor smícháním 5 hmot, procent HZSM-5 a 95 hmot. % silikagelu.The catalyst is prepared by mixing 5 wt.% HZSM-5 and 95 wt.%. % silica gel.
Přes tento katalyzátor se v molárním poměru 1 : 1 vede methanol a toluen při teplotě 550 °C a hmotnostní hodinové prostorové rychlosti 250 h_1. Konverze methanolu je 11 hmot. %. Po 32,5 h provozu je katalyzátor do značné míry des-aktivován v důsledku nahromadění koksu. Selektivita na p-xylen je v tomto okamžiku 100 % při konverzi toluenu asi 1 %.Methanol and toluene are passed through the catalyst in a 1: 1 molar ratio at a temperature of 550 ° C and a mass hourly space velocity of 250 h -1. The methanol conversion is 11 wt. %. After 32.5 hours of operation, the catalyst is largely deactivated due to the accumulation of coke. The selectivity to p-xylene at this point is 100% with a toluene conversion of about 1%.
Příklad 67Example 67
Katalyzátor se připraví smícháním 5 hmotnostních % extrudovaného HZSM-5 (obsahujícího 65 hmot. o/o · HZSM-5 a 35 hmot. % aluminy jako pojivá) a 95 hmot, dílů silikágelu.The catalyst was prepared by mixing 5 wt% HZSM-5 extrudate (containing 65 wt. / Vol · HZSM-5 and 35 wt.% Alumina as a binder), and 95 wt. Parts of silica gel.
Přes tento katalyzátor se vede toluen a methanol v molárním poměru 1 : 1 při teplotě 550 °C a hmotnostní hodinové prostorové rychlosti 241 h_1. Konverze methanolu je 10 hmot. %. Obsah xylenu v aromatickém produktu je 100 · %. Po 4,5 h provozu je katalyzátor do značné míry desaktivován v důsledku nahromadění koksu. Selektivita na p-xylen je v tomto okamžiku 100 % při konverzi toluenu asi 1 %.Toluene and methanol were passed through the catalyst at a molar ratio of 1: 1 at 550 ° C and a mass hourly space velocity of 241 h -1. The methanol conversion is 10 wt. %. The xylene content of the aromatic product is 100%. After 4.5 hours of operation, the catalyst is largely inactivated due to the accumulation of coke. The selectivity to p-xylene at this point is 100% with a toluene conversion of about 1%.
Příklad 68Example 68
V pevném loži extrudovaného katalyzátoru, obsahujícího 35 hmot. % aluminy a 65 hmot. % HZSM-5, připraveného podle příkladu 1 patentu VSA č. 3 751 506, se uvádí do styku toluenová násada s methanolem při molárním poměru toluen/methylalkohol 2 : 1. Teplota na vstupu reaktoru je 466 °C a tlak v reaktoru se udržuje atmosférický. Celková hmotnostní hodinová prostorová rychlost násady je 4 h_1. Složení kapalného produktu je následující:In a fixed bed extruded catalyst comprising 35 wt. % alumina and 65 wt. % HZSM-5, prepared according to Example 1 of VSA Patent No. 3,751,506, is contacted with a toluene feedstock with methanol at a 2: 1 molar ratio of toluene / methanol. The reactor inlet temperature is 466 ° C and the reactor pressure is maintained atmospheric. . The total hourly hourly space velocity is 4 h -1 . The composition of the liquid product is as follows:
,Z výsledků je zřejmé, že množství koksu uložené na katalyzátoru, tj. 3,6 hmot. %, je nedostatečné pra to, aby se dosáhlo selektivní výroby p-xylenu, poněvadž poměr koncentrací p-, m- a o-xylenu je v podstatě stejný jako poměr rovnovážný.The results show that the amount of coke deposited on the catalyst, i.e. 3.6 wt. %, it is insufficient to achieve selective production of p-xylene, since the ratio of p-, m- and o-xylene concentrations is substantially the same as the equilibrium ratio.
Příklady 6Θ až 71Examples 6Θ to 71
Exitrudovaný katalyzátor podobný jako katalyzátor použitý v příkladu 68 se před alkylaci podrobí předběžnému zakoksování. Reakční násada a podmínky jsou stejné jako v předcházejícím příkladu. Složení kapalného produktu je následující:The exuded catalyst similar to that used in Example 68 is pre-coked prior to alkylation. The reaction batch and conditions are the same as in the previous example. The composition of the liquid product is as follows:
7Ό 71 množství koksu na katalyzátoru (hmot. %) toluen (hmot. %) xyleny (hmot. %) obsalh p-xylenu ve směsi xylenů (% ji obsah m-xylenu ve směsi xylenů (%) obsah o-xylenu ve směsi xylenů (%) benzen (hmot. %)7Ό 71 amount of coke on catalyst (wt%) toluene (wt%) xylenes (wt%) content of p-xylene in xylene mixture (% ji content of m-xylene in xylene mixture (%) content of o-xylene in xylene mixture (%) benzene (wt.%)
CgCg
Cg—jjinéCg — other
Ze shora uvedených výsledků je zřejmé, že uložením koksu na katalyzátoru v uvedeném rozmezí se zvýší množství vyrobeného p-xylenu nad množství odpovídající rovnovážné koncentraci, tj. selektivně se vyrábí p-xylen.From the above results, it is apparent that by depositing the coke on the catalyst within the range, the amount of p-xylene produced is increased beyond the amount corresponding to the equilibrium concentration, i.e. selectively p-xylene is produced.
P ř í к 1 a d у 72 až 80Example 1 a d 72 to 80
Katalyzátoru HZSM-5 připraveného podle příkladu 64 se používá na methylaci toluenu při molárním poměru toluenu к methanolu 2 : 1. Teplota na přívodu je 466 °C, tlak je atmosférický a hmotnostní hodinová prostorová rychlost je 4 h_1. Katalyzátor použitý v příkladu 72 není předem zákoksován, zatímco ve zbývajících příkladech s;e používá katalyzátorů, na nichž bylo předeni uloženo různé, v tabulce uvedené množství koksu. Složení kapalných produktů získaných ve všech případech je uvedeno v tábulce XIII.The HZSM-5 catalyst prepared according to Example 64 is used to methylate toluene at a molar ratio of toluene to methanol of 2: 1. The inlet temperature is 466 ° C, the pressure is atmospheric and the mass hourly space velocity is 4 h -1 . The catalyst used in Example 72 is not pre-coked, while in the remaining Examples s ; e uses catalysts on which the spinning has deposited various coke amounts as indicated in the table. The composition of the liquid products obtained in all cases is given in Table XIII.
Ze · shora uvedených výsledků je zřejmé, že katalyzátor musí -obsahovat, aby se -dosáhlo selektivní výroby p-xylenu nejméně 15 hmot. % uloženého koksu.From the above results, it is clear that the catalyst must contain at least 15% by weight of the selective production of p-xylene. % of deposited coke.
Z výsledků dosažených v příkladu 73 je patrné, že i když je - množství - koksu uložené na katalyzátoru větší než 8 hmotnostních - %, -stejně se - dosáhne - -poměru koncentrací - p~, m- a , -o-isomerů ve směsi xylenů, který odpovídá v podstatě rovnovážnému poměru.From the results obtained in Example 73, it can be seen that even if the amount of coke deposited on the catalyst is greater than 8% by weight, it is equally possible to achieve a ratio of concentrations of the β-, m- and o-isomers in the mixture. xylenes, which corresponds to a substantially equilibrium ratio.
Příklad 81Example 81
Tento příklad, popisuje disproporcionaci toluenu v přítomnosti katalyzátoru HZSM-5, který - není modifikován· fosforem a hořčíkem.This example describes the disproportionation of toluene in the presence of HZSM-5 catalyst, which is not modified with phosphorus and magnesium.
iKatatyzátor - obsahující 6:5 hmot. % - kyselé formy ZSM-5 a 35 hmot. % aluminy -se připraví takto:iCatatizer - containing 6: 5 wt. % - acid forms of ZSM-5 and 35 wt. % alumina -se is prepared as follows:
Roztok křemičitanu sodného se připraví smícháním 3798 kg křemičitanu - sodného (druh Q — 28,9 hmot. % SKh, -8,9 hmot. % NazO - a' -62,,2 hmot. % - vody) a 22,27 1 - -vody. Přidá - se 10,8 kg dispergátoru, kterým, je sodná sůl - polymerované substituované -benzenoidní alkylsulfonové kyseliny ve -směsi - -s inertním - organickým -suspenzním činidlem (Daxad 27), a rOzt-ok se 'ochladí na asi 13 °C. Kyselí roztok obsahující -ali-ník - se -připraví .rozpuštěním 137,25 kg síranu hlinitého - (17,2 procenta AI2O3), 330 kg kyseliny sírové - (93 procent) a 170 kg chloridu -sodného v -2287 litrech vody. Roztoky se smísí v mísicí trysce -a ve formě gelu se nastříkají·· dCáutoklávu vybaveného - ' míchadlem·. Během - míchání se ke gelu přidá 540 kg ' chloridu sodného ' á důkladně se promíchá s obsahem ' autoklávu. Výsledný ' gel -se důkladně míchá a zahřívá v uzavřené nádobě na 93 °C. Po snížení intenzity míchání se přidá ke gelu organický roztok připravený smícháním- -2.55,6 kg tri-n-propylaminu, 219,6 kg nipropylbromldu aA sodium silicate solution is prepared by mixing 3798 kg of sodium silicate (type Q - 28.9 wt% SKh, -8.9 wt% Na 2 - -62.2.2 wt% water) and 22.27 L - -water. Add 10.8 kg of a dispersant, which is a sodium salt of a polymerized substituted -benzenoid alkylsulfonic acid in a mixture of an inert organic solvent suspension (Daxad 27) and cool to about 13 ° C. . The acidic aluminum-containing solution is prepared by dissolving 137.25 kg of aluminum sulfate (17.2 percent Al 2 O 3), 330 kg of sulfuric acid (93 percent) and 170 kg of sodium chloride in -2287 liters of water. The solutions are mixed in a mixing nozzle and sprayed in the form of a gel with a stirrer equipped with a stirrer. While stirring, 540 kg of 'sodium chloride' are added to the gel and mixed thoroughly with the contents of the 'autoclave'. The resulting gel was vigorously stirred and heated to 93 ° C in a sealed container. After reducing the agitation intensity, an organic solution prepared by mixing -2.55.6 kg of tri-n-propylamine, 219.6 kg of nipropyl bromide and
4(2-3 kg methylethylketonu. Směs se nechá reagovat 14 hodin při teplotě 93 až 99 - °C. Na konci této- periody se zvýší-íntenzíta - míchání a uvedené podmínky se udržují tak dlouho, - až krystaličnost produktu, určená rentgenovou difrakcí, dosahuje alespoň -65 procent ZSM-5. Pak se teplota zvýší na 160 stupňů Celsia -a na této hodnotě -se udržuje až do dokončení krystalizace. Zbylé organické látky se -odeženou - z ' autoklávu- a suspenze produktu se- ochladí.The mixture is reacted for 14 hours at a temperature of 93-99 ° C. At the end of this period, the intensities of the stirring are increased and the conditions are maintained until the crystallinity of the product, as determined by X-ray diffraction, is maintained. It reaches at least -65 percent of ZSM-5. The temperature is then raised to 160 degrees Celsius and maintained at this value until crystallization is complete, and the remaining organics are removed from the autoclave and the product suspension is cooled.
Produkt - -se promyje - dekaňtací - za použití polyamoniumbUsulíátu jakq - - flokulačního -činidla. Promytý - produkt obsahující- méně- než 1 % - vodíku se - přefiltruje - -a odpaří. - - Hmotnost vysušeného zeolitu -je -přibližně 10:3)5 kg. - Vysušený produkt -se -smísí s monohydrátem - α-aluminy a vodou (65 '% zeolitu, 35% aluminy, vztaženo na vyžíhanou -směs) a -pak extruduje - na pelety o- - rozměrech -1,6 - mm, sypné hmotnosti < -0,98 g/cm3 a odolnosti proti rozdrcení > 3,6 kg/cm.The product was washed with a decanter using polyammonium bisulphate as a flocculating agent. The washed product containing less than 1% hydrogen was filtered and evaporated. The weight of the dried zeolite is about 10: 3) 5 kg. - The dried product - is mixed with the monohydrate - α-alumina and water (65% zeolite, 35% alumina, based on the annealed mixture) and - then extrudes - into pellets of - dimensions -1.6 mm, free-flowing weight <-0.98 g / cm3 and crush resistance> 3.6 kg / cm.
Po vysušení se - extrudované ' pelety- kalcinují v - dusíku - - (700 až 1003 - SCFM) - 3 hodiny při - 538' °C, pak -se -ochladí - a - ložem se- nechá 5 hodin procházet - --okolní - vzduch. 'Pak - se provede výměna kattontů za отоппО - ionty jednohodinovým působením· 108 kg dusičnanu sodného^, rozpuštěného -a-si- v - 3040 1 -de1ionizované Vuicdy, při teplotě mís-tncsii. Výměna iontů se opakuje a .pelety se promyjí a vysuší. Koncentrace- vodíku v .peletách s vyměněnými kationty je - nižší-·, než - 0,05 - hmotnostního procenta.After drying, the extruded pellets are calcined in - nitrogen - (700 to 1003 - SCFM) for 3 hours at - 538 ° C, then - cooled - and - passed through the bed for 5 hours - - air. Then, the kattons are exchanged for the ions by one hour of treatment with 108 kg of sodium nitrate dissolved in 3040 l of deionized water at room temperature. The ion exchange is repeated and the pellets are washed and dried. The hydrogen concentration in the cation exchange pellets is less than 0.05% by weight.
Vysušené pelety se- kalcinují ve směsi dusík-vzduch - - (10 až 12,5 % vzduchu’— 90 až 97,5 - %· dusíku) -6 hodin při 538 °C a pak se ochladí pouze v dusíku. .....The dried pellets are calcined in nitrogen-air - (10 to 12.5% air - 90 to 97.5 -% nitrogen) for 6 hours at 538 ° C and then cooled in nitrogen only. .....
Katalyzátoru se používá pro - disproporcionaci - toluenu, která se provádí --tak, že -se toluen - vede přes 6,0 g katalyzátoru -hmotnostní - hodinovou prostorovou rychlostí 3,5 až 3,6' h1 při teplotě 450 až 600 °C. Podmínky a výsledky jsou shrnuty v tbaulce XIV.The catalyst is used for - the disproportionation - of toluene, which is carried out by passing - through toluene - over 6.0 g of catalyst - by mass - at an hourly space velocity of 3.5 to 3.6 < -1 > C. The conditions and results are summarized in Table XIV.
Tabulka XIVTable XIV
216565216565
Ze shora uvedených výsledků je zřejmé, že nemodifikovaný katalyzátor poskytuje xylenový produkt, ve kterém je p-isomer přítomen ve své normální rovnovážné koncentraci, přibližně 24 hmot. °/o, vztaženo na xylenóvou frakci.From the above results, it is clear that the unmodified catalyst provides a xylene product in which the β-isomer is present at its normal equilibrium concentration of about 24 wt. %, Based on the xylene fraction.
Příklad 82Example 82
К roztoku 8 g 85% kyseliny fosforečné (H3PO4) v 10 ml vody se přidá 10 g extrudovaného HZSM-5, který byl ponechán stát přes noc při teplotě místnosti. Po filtraci a tříhodinovém sušení při 120 °C se produkt kalcinuje 3 hodiny při 500 °C za vzniku 11,5 gramů ZSM-5, modifikovaného 11,5 g fosforu.To a solution of 8 g of 85% phosphoric acid (H 3 PO 4) in 10 ml of water was added 10 g of extruded HZSM-5, which was allowed to stand overnight at room temperature. After filtration and drying at 120 ° C for three hours, the product is calcined at 500 ° C for 3 hours to give 11.5 grams of ZSM-5, modified with 11.5 grams of phosphorus.
g takto získaného ZSM-5 modifikovaného fosforem se pak přidá к roztoku 2k5 g tetrahydrátu ostanu hořečnatého ve 20 ml vody a výsledná směs se nechá přes noc stát při teplotě místnosti. Po filtraci a vysušení při 120 °C se produkt kalcinuje 3 hodiny pří 500 °C. Získá se 10,8 g ZSM-5, modifikovaného hořčíkem a fosforem. Analýzou se určí koncentrace fosforu 9,2 hmot. % a koncentrace hořčíku 3,0 hmot. %.g of the phosphorus-modified ZSM-5 thus obtained is then added to a solution of 2 to 5 g of magnesium stannate tetrahydrate in 20 ml of water and the resulting mixture is allowed to stand overnight at room temperature. After filtration and drying at 120 ° C, the product is calcined at 500 ° C for 3 hours. 10.8 g of magnesium and phosphorus-modified ZSM-5 are obtained. The phosphorus concentration was determined to be 9.2% by weight. % and a magnesium concentration of 3.0 wt. %.
Příklad 83Example 83
Přes 5 g katalyzátoru podle příkladu 82 se vede toluen hmotnostní hodinovou prostorovou rychlostí 3,5 h_1 (vztaženo na celý katalyzátor ) při 600 °C. Konverze toluenu je % a koncentrace p-xylenu v celkové xylenové směsi je 98,2 %.Toluene is passed through 5 g of the catalyst of Example 82 at a hourly space velocity of 3.5 h @ -1 (based on the total catalyst) at 600 ° C. The toluene conversion is% and the p-xylene concentration in the total xylene mixture is 98.2%.
Příklad 8'4Example 8'4
Přes 5 g katalyzátoru podle příkladu 82 se vede toluen hmotnostní hodinovou prostorovou rychlostí 0,5 h1 (vztaženo na celkový katalyzátor) při 550 °C. Konverze toluenu je 39,5 % a koncentrace p-xylenu v celkové směsi xylenů je 91,2 %.Toluene is passed through 5 g of the catalyst of Example 82 with an hourly space velocity of 0.5 h 1 (based on total catalyst) at 550 ° C. The toluene conversion is 39.5% and the p-xylene concentration in the total xylene mixture is 91.2%.
Příklad 85Example 85
Katalyzátor se připravuje způsobem popsaným v příkladu 82, s tím rozdílem, že se použije 7 g 85% kyseliny fosforečné (H3PO4). Hmotnost výsledného katalyzátoru je 10,9 g. Analýzou se zjistí tyto koncentrace módifikačních činidel: fosfor 7,4 hmot. %, hořčíkThe catalyst was prepared as described in Example 82 except that 7 g of 85% phosphoric acid (H 3 PO 4) was used. The weight of the resulting catalyst was 10.9 g. The following concentrations of modifying agents were found by analysis: phosphorus 7.4 wt. % magnesium
4,2 hmot. %.4.2 wt. %.
Příklad 86Example 86
Přes 5 g katalyzátoru podle příkladu 85 se vede hmotnostní hodinovou prostorovou rychlostí 3,5 Iv1 (vztaženo na celý katalyzátor) při 6Ш °C toluen. Konverze toluenu je 27,2 % a koncentrace p-xylenu v celkové Směsi xylenů je 96,6 %.Over 5 g of the catalyst of Example 85 is fed with toluene at a temperature of 3.5 l / l (based on the total catalyst) at a hourly hourly space velocity. The toluene conversion was 27.2% and the p-xylene concentration in the total xylene mixture was 96.6%.
Když se pokus opakuje ža různých teplot a prostorových rychlostí, dosáhne se následujících výsledků:When the experiment is repeated at different temperatures and space velocities, the following results are obtained:
К roztoku 3 g 85% H3PO4 ve 12 ml vody se přidá 10 g exčrudovaného HZSM-5, který byl ponechán stát přes noc při teplotě místnosti. Voda se odpaří při 130 °C za· občasného míchání a pak se produkt 2 hodiny suší při' 200 °C. Po kalcinaci při 500 °C se získáTo a solution of 3 g of 85% H 3 PO 4 in 12 mL of water was added 10 g of excreted HZSM-5, which was allowed to stand overnight at room temperature. The water was evaporated at 130 ° C with occasional stirring and then the product was dried at 200 ° C for 2 hours. It is obtained after calcination at 500 ° C
11,2 g produktu. Analýza ukazuje obsah fosforu 7,5 hmotnostního %.11.2 g of product. The analysis shows a phosphorus content of 7.5% by weight.
К roztoku 11 g octanu hořečnatého Mgi(0Ac)2.4 H2O ve 20 ml vody se přidá 10 g extrudovaného ZSM-5 modifikovaného fosforem, který byl ponechán přes noc stát při teplotě místnosti. Směs se odpaří do sucha a pak se zahřívá na 200 °C. Kalcinace se provádí 2 hodiny při 500 °C. Získá se 11,3 g ZSM-5 .modifikovaného hořčíkem a fosforem. Analýza ukazuje tento obsah modifikačních látek: fosfOr 5,4 hmot. % a hořčík 8,5 hmot, procenta.To a solution of 11 g of magnesium acetate Mgi (0Ac) 2.4 H2O in 20 ml of water was added 10 g of extruded phosphor modified ZSM-5, which was allowed to stand overnight at room temperature. The mixture was evaporated to dryness and then heated to 200 ° C. Calcination was carried out at 500 ° C for 2 hours. 11.3 g of magnesium and phosphorus-modified ZSM-5 are obtained. The analysis shows the following content of modifying agents: phosphOr 5.4 wt. % and magnesium 8.5 wt.%.
Toluen se vede přes 5 g katalyzátoru podle příkladu 87 hmotnostní hodinovou prostorovou rychlostí 3,5 h_1 (vztaženo na celkový katalyzátor) při 600°C. Konverze toluenu je 18,2 % a koncentrace p-xylenu v celkové směsi xylenů je 85,5 %.The toluene is passed through 5 g of the catalyst of Example 87 at a hourly space velocity of 3.5 h @ -1 (based on total catalyst) at 600 ° C. The toluene conversion is 18.2% and the p-xylene concentration in the total xylene mixture is 85.5%.
P ř í к 1 a d 89Example 1 a d 89
Toluen se vede přes 5 g katalyzátoru podle příkadu 87 hmotnostní hodinovou prostorovou rychlostí 0,4 h_1 při 550 °C. Konverze toluenu je 30,6 % a koncentrace p-xylenu v celkové směsi xylenů je 40 %.The toluene is passed through 5 g of the catalyst of Example 87 by a mass hourly space velocity of 0.4 h -1 at 550 ° C. The toluene conversion is 30.6% and the p-xylene concentration in the total xylene mixture is 40%.
Příklad 90Example 90
Opakuje se obecný postup podle příkladuThe general procedure of the example is repeated
82, za vzniku katalyzátoru ZSM-5, modifiko2 18 5 6 5 váného hořčíkem a. fosforem. Analýzou se zjistí tento obsah modifikátorů: fosfor 10,2 hm'0't. % a hořčík 4,7 hmot.82, to form a catalyst modified by magnesium and phosphorus ZSM-5. Analysis revealed the following content of modifiers: phosphorus 10.2 wt%. % and magnesium 4.7 wt.
Příklad 91 ,:; Pres 5 ig katalyzátoru.. podle - příkladu 90 se hmotnostní hodinovou prostorovou rych; leští3,5 h-1· (vztaženo na . celkový; katalyzá . tor ) vede joluen při 600 °C. Konverze toluenu je 21,8 °/o a koncentrace p-xylenu v celkové· směsi xylenu je 65,2Example 91:; Over 5 µg of the catalyst of Example 90 with a mass hourly space velocity; polish3.5 h -1 · (relative to total; catalyst) leads to toluene at 600 ° C. The toluene conversion is 21.8% and the concentration of p-xylene in the total xylene mixture is 65.2
P ř í к l a d . 32 :Example. 32:
Toluen se vede přes 5 g katalyzátoru po dle příkladu 90 hmotnostní hodinovou prostorovou· rychlostí 0,4. h_1 (vztaženo na celkový katalyzátor) při 550 °C. Konverze toluenu je 3’5,7 % a koncentrace p-xylenu v celkové směsi xylenů je 38,4 %..The toluene is passed through 5 g of catalyst according to Example 90 by a mass hourly space velocity of 0.4. h @ 1 (based on total catalyst) at 550 ° C. The toluene conversion is 3.5% and the concentration of p-xylene in the total xylene mixture is 38.4%.
. Ze shora uvedených výsledků je zřejmé, že se za použití modifikovaných zeolitů popsaných v těchto podlahách jako katalyzátorů dosáhne vysoké selektivity, na p-isomer. Nemodifikovaný katalyzátor . poskytuje za stejných reakčních. podmínek, specifikovaných v .předcházejících příkladech, p-xylen v. množství odpovídajícím rovnovážnému obsahu p-xylenu ve směsi xylenových isomerů, 24 °/o. . ’ ’. It is apparent from the above results that high selectivity, to the β-isomer, is achieved by using the modified zeolites described in these floors as catalysts. Unmodified catalyst. provides under the same reaction. of the conditions specified in the preceding examples, p-xylene in an amount corresponding to the equilibrium content of p-xylene in the mixture of xylene isomers, 24%. . ’’
Claims (21)
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/672,194 US4060568A (en) | 1976-03-31 | 1976-03-31 | Silica-modified zeolite catalyst and conversion therewith |
US05/680,998 US4011276A (en) | 1976-04-28 | 1976-04-28 | Disproportionation of toluene |
US68587276A | 1976-05-12 | 1976-05-12 | |
US68586976A | 1976-05-12 | 1976-05-12 | |
US05/726,091 US4090981A (en) | 1976-09-23 | 1976-09-23 | Catalyst for selective production of para dialkyl substituted benzenes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS218565B2 true CS218565B2 (en) | 1983-02-25 |
Family
ID=27542059
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS772120A CS218565B2 (en) | 1976-03-31 | 1977-03-30 | Catalyser for selective production of the p-dialkylbenzenes |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
JP (3) | JPS52120292A (en) |
BE (1) | BE852865A (en) |
CS (1) | CS218565B2 (en) |
DE (3) | DE2760479C2 (en) |
FR (1) | FR2357303A1 (en) |
GB (1) | GB1574523A (en) |
IT (1) | IT1075368B (en) |
NL (1) | NL187424C (en) |
NO (1) | NO149492C (en) |
NZ (1) | NZ183608A (en) |
PL (1) | PL115528B1 (en) |
SE (1) | SE438606B (en) |
Families Citing this family (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NZ183608A (en) * | 1976-03-31 | 1978-12-18 | Mobil Oil Corp | Aluminosilicate zeolite catalyst for selectine production of para-diakyl substituted benzenes |
PL199748A1 (en) * | 1976-07-19 | 1978-04-24 | Mobil Oil Corp | METHOD OF SELECTIVELY MANUFACTURING P-DUALKILOBENZENOW |
US4104319A (en) * | 1977-06-23 | 1978-08-01 | Mobil Oil Corporation | Ethylation of mono alkyl benzene |
US4117024A (en) * | 1977-07-29 | 1978-09-26 | Mobil Oil Corporation | Ethylation of aromatic compounds |
FR2417540A1 (en) * | 1978-02-20 | 1979-09-14 | Shell France | PROCESS FOR CATALYTIC CRACKING OF HYDROCARBONS AND CATALYST FOR IMPLEMENTING THE PROCESS |
FR2442881A2 (en) * | 1978-11-29 | 1980-06-27 | Shell France | PROCESS FOR CATALYTIC CRACKING OF HYDROCARBONS, AND CATALYST FOR CARRYING OUT SAID METHOD |
AU538578B2 (en) * | 1979-01-31 | 1984-08-23 | Mobil Oil Corp. | Zeolite catalyst containing gp za or gp8 metal and its use to convert hydrocarbons |
US4274982A (en) * | 1979-10-12 | 1981-06-23 | Mobil Oil Corporation | Method for maintaining para-selectivity of modified zeolite catalyst |
US4288647A (en) * | 1980-03-10 | 1981-09-08 | Mobil Oil Corporation | Shape selective reactions with alkaline earth-modified zeolite catalysts |
US4357264A (en) | 1980-03-10 | 1982-11-02 | Mobil Oil Corporation | Alkaline earth metal modified zeolite catalysts |
US4278827A (en) * | 1980-04-07 | 1981-07-14 | Mobil Oil Corporation | Shape selective reactions with zeolite catalyst modified with group IVB metal |
EP0040463B1 (en) * | 1980-05-19 | 1984-09-05 | Mobil Oil Corporation | Shape selective reactions with zeolite catalyst modified with iron and/or cobalt |
JPS57108023A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-05 | Toa Nenryo Kogyo Kk | Oligomerization catalyst for isobutene |
US4431527A (en) * | 1981-11-13 | 1984-02-14 | Standard Oil Company (Indiana) | Process for hydrogen treating high nitrogen content hydrocarbon feeds |
JPS5931718A (en) * | 1982-08-17 | 1984-02-20 | Toray Ind Inc | Selective preparation of paradialkylbenzene |
JPS59107921A (en) * | 1982-12-10 | 1984-06-22 | Idemitsu Kosan Co Ltd | Crystalline borosilicic acid, its manufacture and manufacture of p-xylene using it |
EP0134076B1 (en) * | 1983-08-19 | 1988-10-26 | Mobil Oil Corporation | A process for preparing a coked zeolite catalyst and a process for the selective disproportionation of toluene using said catalyst |
ZA845190B (en) * | 1983-08-19 | 1986-02-26 | Mobil Oil Corp | A process for preparing a coked zeolite catalyst and a process for the selective disproportionation of toluene using said catalyst |
US4613717A (en) * | 1984-06-25 | 1986-09-23 | Research Association For Utilization Of Light Oil | Process for producing a 1,4-dialkylbenzene |
JPS61221137A (en) * | 1985-03-28 | 1986-10-01 | Teijin Yuka Kk | Production of p-xylene |
JPS6263528A (en) * | 1985-09-17 | 1987-03-20 | Teijin Yuka Kk | Production of p-xylene |
JPS62115088A (en) * | 1985-11-13 | 1987-05-26 | Res Assoc Util Of Light Oil | Production of aromatic hydrocarbon |
US4902841A (en) * | 1987-03-11 | 1990-02-20 | Nippon Petrochemicals Company, Ltd. | Method for producing electrical insulating oil composition |
US4849386A (en) * | 1987-04-08 | 1989-07-18 | Taiwan Styrene Monomer Corporation | Novel silicon-modified catalyst Si/HZSM-5 preparation |
US4851604A (en) * | 1987-09-02 | 1989-07-25 | Mobil Oil Corp. | Toluene disproportionation |
JPH0788319B2 (en) * | 1987-09-09 | 1995-09-27 | 日本石油化学株式会社 | Method for producing m-benzyltoluene |
JPH0810566B2 (en) * | 1988-03-09 | 1996-01-31 | 日本石油化学株式会社 | Electrical insulating oil consisting of improved fractions |
US5109032A (en) * | 1989-03-22 | 1992-04-28 | Matsushita Refrigeration Co. | Foamed heat insulation material |
SG43877A1 (en) * | 1989-12-13 | 1997-11-14 | Mobil Oil Corp | A process for the catalytic converson of a c9+ aromatics feed |
US5448005A (en) * | 1994-04-04 | 1995-09-05 | Mobil Oil Corporation | Crystallization of paraxlene from high purity paraxylene feeds |
JP3427507B2 (en) * | 1994-09-12 | 2003-07-22 | 東レ株式会社 | Catalyst for producing paradialkylbenzene, method for producing the same, and method for producing para-xylene |
DE19538799A1 (en) * | 1995-10-18 | 1997-04-24 | Sued Chemie Ag | Honeycomb-shaped catalyst carrier |
US6316683B1 (en) * | 1999-06-07 | 2001-11-13 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Protecting catalytic activity of a SAPO molecular sieve |
US6709570B1 (en) * | 1999-09-27 | 2004-03-23 | Shell Oil Company | Method for preparing a catalyst |
US7049260B2 (en) * | 2003-06-03 | 2006-05-23 | Chevron Phillips Chemical Company Lp | Selective para-xylene production via methylation of toluene with methanol in the presence of modified HZSM-5 catalyst |
JP4843501B2 (en) * | 2003-12-31 | 2011-12-21 | エクソンモービル・ケミカル・パテンツ・インク | Aromatic alkylation process |
JP5294928B2 (en) * | 2009-03-06 | 2013-09-18 | 三井化学株式会社 | Process for producing aromatic hydrocarbon and catalyst used in the process |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2722504A (en) * | 1950-12-04 | 1955-11-01 | Union Oil Co | Silicone coated catalyst and use thereof |
US3417157A (en) * | 1967-12-28 | 1968-12-17 | Universal Oil Prod Co | Transalkylation of toluene and catalyst therefor |
US3525775A (en) * | 1968-03-29 | 1970-08-25 | Union Carbide Corp | Catalytic xylene isomerization process and catalyst therefor |
US3651162A (en) * | 1969-02-27 | 1972-03-21 | Standard Oil Co | Isomerization and disproportionation of alkyl aromatics |
US3658696A (en) * | 1969-06-17 | 1972-04-25 | Texaco Inc | Selected adsorption with a silanized crystalline alumino-silicate |
US3702886A (en) * | 1969-10-10 | 1972-11-14 | Mobil Oil Corp | Crystalline zeolite zsm-5 and method of preparing the same |
US3790471A (en) * | 1969-10-10 | 1974-02-05 | Mobil Oil Corp | Conversion with zsm-5 family of crystalline aluminosilicate zeolites |
US3682996A (en) | 1970-02-24 | 1972-08-08 | Mobil Oil Corp | Zeolite esters |
US3832449A (en) * | 1971-03-18 | 1974-08-27 | Mobil Oil Corp | Crystalline zeolite zsm{14 12 |
US3698157A (en) * | 1971-06-01 | 1972-10-17 | Mobil Oil Corp | Separation of mixtures with modified zeolites |
GB1403329A (en) * | 1972-04-28 | 1975-08-28 | Mobil Oil Corp | Vapour-phase alkylation in presence of crystalline alumino silicate catalyst |
US3751504A (en) * | 1972-05-12 | 1973-08-07 | Mobil Oil Corp | Vapor-phase alkylation in presence of crystalline aluminosilicate catalyst with separate transalkylation |
US3808284A (en) * | 1972-09-11 | 1974-04-30 | Texaco Inc | Process for disproportionating hydrocarbons |
US3894104A (en) * | 1973-08-09 | 1975-07-08 | Mobil Oil Corp | Aromatization of hetero-atom substituted hydrocarbons |
US3890218A (en) * | 1974-03-29 | 1975-06-17 | Mobil Oil Corp | Upgrading aliphatic naphthas to higher octane gasoline |
CA1062285A (en) * | 1974-04-24 | 1979-09-11 | Mobil Oil Corporation | Conversion of synthesis gas to hydrocarbon mixtures |
US3980586A (en) * | 1974-08-28 | 1976-09-14 | Mobil Oil Corporation | Modified solid catalyst materials |
NZ178543A (en) * | 1974-09-23 | 1978-04-03 | Mobil Oil Corp | Conversion catalyst, crystalline alumin osilicate zeolite containing phosphorus |
US4016218A (en) * | 1975-05-29 | 1977-04-05 | Mobil Oil Corporation | Alkylation in presence of thermally modified crystalline aluminosilicate catalyst |
NZ183608A (en) * | 1976-03-31 | 1978-12-18 | Mobil Oil Corp | Aluminosilicate zeolite catalyst for selectine production of para-diakyl substituted benzenes |
US4086262A (en) * | 1976-09-20 | 1978-04-25 | Mobil Oil Corporation | Conversion of synthesis gas to hydrocarbon mixtures |
-
1977
- 1977-03-15 NZ NZ183608A patent/NZ183608A/en unknown
- 1977-03-24 BE BE176109A patent/BE852865A/en not_active IP Right Cessation
- 1977-03-25 GB GB12642/77A patent/GB1574523A/en not_active Expired
- 1977-03-25 FR FR7708958A patent/FR2357303A1/en active Granted
- 1977-03-28 NO NO771085A patent/NO149492C/en unknown
- 1977-03-29 IT IT21852/77A patent/IT1075368B/en active
- 1977-03-29 SE SE7703593A patent/SE438606B/en not_active IP Right Cessation
- 1977-03-30 DE DE2760479A patent/DE2760479C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1977-03-30 DE DE19772714239 patent/DE2714239A1/en active Granted
- 1977-03-30 CS CS772120A patent/CS218565B2/en unknown
- 1977-03-30 DE DE2760481A patent/DE2760481C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1977-03-30 NL NLAANVRAGE7703484,A patent/NL187424C/en not_active IP Right Cessation
- 1977-03-31 JP JP3555877A patent/JPS52120292A/en active Granted
- 1977-03-31 PL PL1977197088A patent/PL115528B1/en unknown
-
1988
- 1988-10-21 JP JP63264259A patent/JPH0567613B1/ja active Pending
- 1988-10-21 JP JP63264259A patent/JPH01199920A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS52120292A (en) | 1977-10-08 |
NO149492B (en) | 1984-01-23 |
NL187424B (en) | 1991-05-01 |
PL115528B1 (en) | 1981-04-30 |
GB1574523A (en) | 1980-09-10 |
SE438606B (en) | 1985-04-29 |
DE2760481C2 (en) | 1993-07-15 |
JPH0567613B1 (en) | 1993-09-27 |
NL187424C (en) | 1991-10-01 |
JPH01199920A (en) | 1989-08-11 |
NL7703484A (en) | 1977-10-04 |
IT1075368B (en) | 1985-04-22 |
DE2714239C2 (en) | 1993-07-22 |
SE7703593L (en) | 1977-10-01 |
NZ183608A (en) | 1978-12-18 |
DE2760479C2 (en) | 1993-08-12 |
JPS6247854B2 (en) | 1987-10-09 |
DE2714239A1 (en) | 1977-10-20 |
NO149492C (en) | 1984-05-09 |
FR2357303A1 (en) | 1978-02-03 |
FR2357303B1 (en) | 1984-06-01 |
BE852865A (en) | 1977-09-26 |
NO771085L (en) | 1977-10-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CS218565B2 (en) | Catalyser for selective production of the p-dialkylbenzenes | |
CS199682B2 (en) | Process for the ethylation of toluene or ethylbenzene | |
US5569805A (en) | Catalytic conversion of aromatic compounds | |
JPH0454620B2 (en) | ||
EA001226B1 (en) | Process for producing aromatic compounds from aliphatic hydrocarbons | |
CA2255873A1 (en) | Methylation of toluene to para-xylene | |
CS210651B2 (en) | Alkylation method of monoalkylbenzenes | |
EA002220B1 (en) | Zeolite catalyst and its use in hydrocarbon conversion | |
EP0039536B1 (en) | Shape selective reactions with zeolite catalysts modified with group 1a metals | |
JP2013523737A (en) | Aromatic alkylation process using UZM-37 aluminosilicate zeolite | |
EP0037168A1 (en) | Shape selective reactions with group IB modified zeolite catalysts | |
ES2244345A1 (en) | Method and catalyst for the transalkylation/dealkylation of organic compounds | |
KR20050029123A (en) | Microporous crystalline zeolite material(zeolite itq-22), synthesis method thereof and use same as a catalyst | |
EP0035836B1 (en) | Shape selective reactions with alkaline earth metal-modified zeolite catalysts | |
CS207627B2 (en) | Method of ethylation of the monoalcylbenzene | |
WO2011008423A2 (en) | Process for alkylation of aromatic hydrocarbons using uzm-35 | |
NZ196343A (en) | Alkylation of aromatics using zeolite catalyst having sc,y and rare earths deposited thereon:production of para-xylene | |
KR100452940B1 (en) | Form-Selective Zeolite Catalysts and Their Uses for Aromatic Compound Conversion | |
US4357264A (en) | Alkaline earth metal modified zeolite catalysts | |
EP0036249A1 (en) | Shape selective reactions with group VIIA metal modified zeolite catalysts | |
BG61142B1 (en) | Process for the catalytic conversion of a c9+ aromatic hydrocarbones | |
EP0101651B2 (en) | Process for highly selective production of polyalkylbenzenes | |
EP0128721B1 (en) | Silica-modified catalyst and use for selective production of para-dialkyl substituted benzenes | |
CA1090315A (en) | Process for producing p-dialkyl substituted benzenes and catalyst therefor | |
KR20000016115A (en) | Zeolite catalyst and its usage at hydrocarbon conversion reaction |