DE10020049A1 - Preparation of catalyst useful for hydroconversion of hydrocarbons comprises using group VIII metal and additional metal added in form of water soluble organometallic compound - Google Patents
Preparation of catalyst useful for hydroconversion of hydrocarbons comprises using group VIII metal and additional metal added in form of water soluble organometallic compoundInfo
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Abstract
Description
Vorliegende Erfindung betrifft ein neues Herstellungsverfahren für einen Katalysator, der mindestens einen Träger, mindestens ein Metall aus der Gruppe VIII des periodischen Systems der Elemente (Handbook of Physics and Chemistry, 63. Auflage, 1982-83) und mindestens ein Zusatzelement M enthält, das unter Germanium, Zinn, Blei, Rhenium, Niobium, Gallium, Indium und Thallium, Gold und Silber ausgesucht wurde. Dieser Katalysator kann ebenfalls mindestens ein anderes Element, das aus der Gruppe, bestehend aus den alkalischen Metallen, ausgesucht wurde, und/oder ein Nichtmetall wie Schwefel und/oder jegliches andere chemische Element wie ein Halogen oder eine halogenierte Verbindung aufweisen. Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Katalysator, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde, sowie den Einsatz des besagten Katalysators in Umwandlungsreaktionen von organischen Verbindungen wie beispielsweise Kohlenwasserstoffen.The present invention relates to a new manufacturing process for a catalyst that has at least one support, at least a metal from group VIII of the periodic table of the Elements (Handbook of Physics and Chemistry, 63rd edition, 1982-83) and at least one additional element M, which under Germanium, tin, lead, rhenium, niobium, gallium, indium and Thallium, gold and silver was chosen. This catalyst can also include at least one other element that comes from the Group consisting of the alkaline metals selected was, and / or a non-metal such as sulfur and / or any other chemical element such as a halogen or a have halogenated compound. The invention relates also a catalyst according to the invention Process was made, as well as the use of said Catalyst in conversion reactions from organic Compounds such as hydrocarbons.
Zahlreiche Patentschriften und Veröffentlichungen beweisen, dass die Zugabe von Promotoren in ein Ausgangsmetall die Katalysatorqualität verbessert. Diese Elemente werden in verschiedenen Formen, beispielsweise als Salze oder organometallische Verbindungen, addiert. Das Ergebnis ist meist ein wirksamerer oder selektiverer, manchmal stabilerer Katalysator als der entsprechende Monometallkatalysator. Die Art und Weise, wie diese Modifikatoren eingeleitet werden, ist nicht ohne Bedeutung, da sie die Katalysatoreigenschaften stark prägen. Numerous patents and publications prove that the addition of promoters to a starting metal the Improved catalyst quality. These elements are in various forms, for example as salts or organometallic compounds, added. The result is usually a more effective or selective, sometimes more stable Catalyst as the corresponding monometal catalyst. The Way in which these modifiers are initiated is not without importance as it has the catalyst properties strongly shape.
Die Formulierung von Katalysatoren, die Einsatz in Konvertierungsverfahren für Kohlenwasserstoffe finden, insbesondere die Formulierung von Katalysatoren für katalytisches Reformieren und selektive Hydrierung würde in sehr vielen Schriften behandelt. Es sind saure Katalysatoren, die neben einem Träger ein Edelmetall aus der Platinreihe und mindestens ein Zusatzmetall M wie Zinn, Germanium, Blei, Rhenium, Gallium, Indium, Gold oder Silber enthalten. Sie wurden u. a. in den Patentschriften US 3,998,900 und FR-A-2 495 605 beschrieben. Diese Katalysatoren sind bifunktional, da sie zwei für das Erreichen guter Leistungen wesentliche Funktionen in sich verbinden: eine hydrierende-dehydrierende Funktion, die für die Naphtendehydrierung sowie die Hydrierung der Koksvorläufer sorgt, und eine saure Funktion zur Isomerisierung der Naphtene und Paraffine sowie zur Zyklisierung der langen Paraffine. Platin weist eine hydrogenolysierende Aktivität auf, die sich auf die Benzin- und/oder Aromastofferträge, die beim katalytischen Reformieren oder im Aromastoffherstellungsverfahren gewünscht sind, nachteilig auswirkt. Durch die Zugabe des Zusatzmetalls M kann diese hydrogenolysierende Aktivität stark gemindert und folglich die Katalysatorselektivität erhöht werden. Außerdem können durch Zugabe des Elements M die hydrierenden Eigenschäften des Platins verstärkt werden, wodurch die Hydrierung der Koksvorläufer und demnach die Katalysatorstabilität begünstigt werden. Diese Zweimetallkatalysatoren zeigen also größere Wirkungs- und/oder Selektivitätsleistungen als die Katalysatoren auf, die ausschließlich das Hauptmetall (Palladium, Platin oder Nickel) enthalten. Die im Katalysator enthaltenen Metalle werden in verschiedenen Formen, als Mineralsalze oder organometallische Verbindungen, addiert. Die Art und Weise, wie diese Modifikatoren eingeleitet werden, ist von Bedeutung, da sie die Katalysatoreigenschaften stark beeinflußt. So erfolgt vorteilhafterweise die Einleitung des Zusatzmetalls M über die Einleitung einer organometallischen Verbindung des besagten Metalls M. Die Einleitungstechnik für das Metall M würde in Patentschrift US 4,548,918 des Antragstellers sowie in Patentschrift US 3,531,543 offenbart.The formulation of catalysts that are used in Find hydrocarbon conversion processes especially the formulation of catalysts for catalytic reforming and selective hydrogenation would be in very many writings. They are acidic catalysts which in addition to a carrier is a precious metal from the platinum range and at least one additional metal M such as tin, germanium, lead, Contain rhenium, gallium, indium, gold or silver. she were u. a. in US 3,998,900 and FR-A-2 495 605 described. These catalysts are bifunctional in that they two functions essential for achieving good performance combine in itself: a hydrating-dehydrating function, those for the naphthene dehydrogenation and the hydrogenation of the Coke precursor, and has an acidic function Isomerization of naphthenes and paraffins as well as Cyclization of the long paraffins. Platinum has one hydrogenolysing activity that affects gasoline and / or aroma yields that occur during catalytic reforming or are desired in the flavoring process, adversely affects. By adding the additional metal M can this hydrogenolysing activity is greatly reduced and consequently, the catalyst selectivity can be increased. Moreover can by adding the element M, the hydrating Properties of the platinum are strengthened, whereby the Hydrogenation of the coke precursors and therefore the Catalyst stability are favored. This Two-metal catalysts therefore show greater effectiveness and / or Selectivity performances than the catalysts that only the main metal (palladium, platinum or nickel) contain. The metals contained in the catalyst are in various forms, as mineral salts or organometallic Connections, added. The way like this Modifiers being introduced is important as they strongly influenced the catalyst properties. This is how it is done advantageously the introduction of the additional metal M via the Initiation of an organometallic connection of said Metalls M. The introduction technique for the metal M would be in Patent specification US 4,548,918 of the applicant and in Patent US 3,531,543 discloses.
Patentschrift US 5,128,300 beschreibt die Herstellung eines Katalysators durch Peptisierung des anorganischen Oxids mit Einleitung des Metalls aus Gruppe IVA als halogenierte organische Verbindung.Patent US 5,128,300 describes the manufacture of a Catalyst by peptizing the inorganic oxide with Introduction of the metal from group IVA as halogenated organic connection.
Die schon benannten Verfahren beschreiben die Herstellung eines Katalysators durch Verwendung von mindestens einer organometallischen Verbindung des Elements M. Das Element M wird als mindestens eine organometallische Verbindung, die in der Gruppe ausgesucht wird, die aus den Komplexen, insbesondere den Carbonyl-, Polyketonkomplexen der Metalle M und den Metallhydrocarbylen des Elements M wie den Metallalkylen, -cycloalkylen, -arylen, -alkylarylen und den Metallarylalkylen besteht, eingeführt. Patentschrift US 4,727,216 offenbart die Herstellung von Dehydrierungskatalysatoren mittels organometallischer Zinnverbindungen wie der halogenierten organometallischen Zinnverbindungen.The processes already described describe the manufacture a catalyst by using at least one organometallic connection of the element M. The element M is considered to be at least one organometallic compound found in selected from the group consisting of the complexes, especially the carbonyl, polyketone complexes of the metals M and the metal hydrocarbylene of element M like that Metal alkyls, -cycloalkylene, -arylene, -alkylarylene and the Metallarylalkylen is introduced. Patent specification US 4,727,216 discloses the manufacture of Dehydrogenation catalysts using organometallic Tin compounds such as the halogenated organometallic Tin compounds.
Die Einleitung des Zusatzelements M als organometallischer Verbindung produziert leistungsfähigere Katalysatoren, erfordert aber die Verwendung eines organischen Lösungsmittels. Das Imprägnierungslösungsmittel, das gemäß der Technologie in Patentschrift US 4,548,918 beschrieben ist, wird aus der Gruppe, bestehend aus den sauerstoffangereicherten organischen Lösungsmittel mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen pro Molekül, den paraffinhaltigen, naphtenischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffen mit vorwiegend 6 bis 15 Kohlenstoffatomen pro Molekül, den organischen und den halogenierten sauerstoffangereicherten Verbindungen mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen pro Molekül, ausgesucht. Diese Lösungsmittel können allein oder als Gemisch zwischen ihnen Verwendung finden.The introduction of the additional element M as an organometallic Compound produces more powerful catalysts, but requires the use of an organic Solvent. The impregnation solvent, which according to the Technology is described in US Pat. No. 4,548,918, is made up of the group consisting of the oxygen-enriched organic solvents with 2 to 8 Carbon atoms per molecule, the paraffin-containing, naphthenic or aromatic hydrocarbons predominantly 6 to 15 carbon atoms per molecule, the organic and halogenated oxygen-enriched Compounds with 1 to 15 carbon atoms per molecule, select. These solvents can be used alone or as a mixture find use between them.
Die Patentanmeldungen FR 97/13.684, FR 97/13.685, FR 97/13.686 und FR/9713.687 des Antragstellers beschreiben die Einleitung des Zusatzelements M als eine wasserlöslische organometallische Verbindung des Elements M in ein wasserhaltiges Lösungsmittel und die Verwendung des erzeugten Katalysators für die Paraffindehydrierung, das Hydroreformieren und die selektive Dehydrierung der ungesättigten Verbindungen.Patent applications FR 97 / 13.684, FR 97 / 13.685, FR 97 / 13.686 and FR / 9713.687 of the applicant describe the introduction of the additional element M as a water-soluble organometallic connection of the element M in one hydrous solvent and the use of the generated Catalyst for paraffin dehydration, the Hydroreformation and selective dehydration of the unsaturated compounds.
Mit vorliegender Erfindung wurde entdeckt, dass das Element M in ein wässeriges Lösungsmittel mit einem pH-Wert von weniger als 10 eingeleitet werden kann. Somit betrifft vorliegende Erfindung ein neues Herstellungsverfahren für einen Katalysator, der mindestens einen Träger, mindestens ein Metall aus der Gruppe VIII des periodischen Systems der Elemente und mindestens ein Zusatzelement M enthält, das aus der Gruppe, bestehend aus Germanium, Zinn, Blei, Rhenium, Niobium, Gallium, Indium, Thallium, Gold und Silber, ausgesucht wurde, wobei das besagte Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass das besagte Zusatzelement M als mindestens eine organometallische Verbindung mit mindestens einer Kohlenstoff-M-Verbindung in ein wässeriges Lösungsmittel mit einem pH-Wert von weniger als 10 eingeleitet wird. With the present invention it was discovered that the element M in an aqueous solvent with a pH of less than 10 can be introduced. Thus concerns the present Invention a new manufacturing process for a Catalyst, the at least one carrier, at least one Metal from group VIII of the periodic table Elements and at least one additional element M contains that the group consisting of germanium, tin, lead, rhenium, Niobium, gallium, indium, thallium, gold and silver, was selected, the said method thereby is characterized in that said additional element M as at least one organometallic compound with at least a carbon-M compound in an aqueous solvent is initiated with a pH of less than 10.
Vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls die Verwendung des nach dem erfindungsmäßigen Verfahren hergestellten Katalysators in einem Hydrierungsverfahren für ungesättigte Verbindungen sowie in einem katalytischen Hydroreformierens- und Herstellungsverfahren von Aromastoffen.The present invention also relates to the use of the prepared by the inventive method Catalyst in a hydrogenation process for unsaturated Compounds as well as in a catalytic hydroforming and manufacturing process of flavorings.
Vorliegende Erfindung stellt einen beträchtlichen Fortschritt in Richtung Vereinfachung der Katalysatorherstellung dar. Die Verwendung von organischen Lösungsmitteln in industriellen Mengen ist nämlich von großem Nachteil hinsichtlich der Sicherheit (Flammbarkeit, Toxizität) und der Kosten. Außerdem verbessert sich die Löslichkeit der organometallischen Verbindungen des Elements M in Lösungen mit einem pH-Wert zwischen 0 und 10 deutlich, wodurch möglich wird, mit wesentlich geringeren Lösungsmittelmengen als in den Verfahren des bisherigen Stands der Technik zu arbeiten.The present invention represents a significant advance towards simplifying catalyst production Use of organic solvents in industrial Quantities are of great disadvantage in terms of Safety (flammability, toxicity) and costs. Moreover improves the solubility of the organometallic Compounds of element M in solutions with a pH between 0 and 10 clearly, which makes it possible to use much smaller amounts of solvent than in the processes state of the art to work.
Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Katalysator enthält mindestens einen Träger. Der Träger weist mindestens ein feuerfestes Oxid auf, das meist unter den Oxiden von Metallen aus den Gruppen IIA, IIIB, IVA oder IVB des periodischen Systems der Elemente wie besipielsweise den Magnesium-, Aluminium-, Silizium-, Titan-, Zirkonium- und Thoriumoxiden ausgesucht wird, die allein, als Gemisch zwischen ihnen oder als Gemisch mit den Oxiden anderer Elemente des periodischen Systems der Elemente vorkommen. Kohlenstoff kann ebenfalls Verwendung finden.The one produced by the process according to the invention Catalyst contains at least one carrier. The carrier points at least one fireproof oxide, which is usually among the Oxides of metals from groups IIA, IIIB, IVA or IVB the periodic system of the elements such as the Magnesium, aluminum, silicon, titanium, zirconium and Thorium oxides are selected alone, as a mixture between them or as a mixture with the oxides of others Elements of the periodic system of elements occur. Carbon can also be used.
Bei den Kohlenwasserstoff-Umwandlungsreaktionen ist Aluminiumoxid der bevorzugte Träger, dessen Oberflächenkennzahl vorteilhafterweise zwischen 5 und 400 m2 pro Gramm, vorzugsweise zwischen 50 und 350 m2 pro Gramm, beträgt. Als Träger können ebenfalls Zeolithe oder Molekularsiebe des Typs X, Y, wie Mordenit, Faujasit, ZSM-5, ZSM-4, ZSM-8, MFI, EUO, Mazzit sowie Oxidgemische aus den Metallen der Gruppen IIA, IIIA, IIIB, IVA und IVB und Zeolithmaterial, insbesondere Oxidgemische aus Aluminiumoxid und Zeolith, dienen. Die bevorzugten Träger für die Umwandlung organischer Funktionen sind Kieselerde, Kohlenstoff und Aluminiumoxid.In the hydrocarbon conversion reactions, alumina is the preferred carrier, the surface area index of which is advantageously between 5 and 400 m 2 per gram, preferably between 50 and 350 m 2 per gram. Zeolites or molecular sieves of type X, Y, such as mordenite, faujasite, ZSM-5, ZSM-4, ZSM-8, MFI, EUO, mazzite and oxide mixtures of the metals of groups IIA, IIIA, IIIB, IVA and IVB and zeolite material, in particular oxide mixtures of aluminum oxide and zeolite, are used. The preferred carriers for the conversion of organic functions are silica, carbon and aluminum oxide.
Außer dem Träger enthält der erfindungsgemäße Katalysator
Folgendes:
In addition to the carrier, the catalyst according to the invention contains the following:
- a) Mindestens ein Metall der Gruppe VIII, das unter Iridium, Nickel, Palladium, Platin, Rhodium und Ruthenium ausgesucht wurde. Platin und Palladium sind die bevorzugten Metalle für die Kohlenwasserstoff-Umwandlungsreaktionen. Rhodium und Ruthenium sind die bevorzugten Metalle für die Veränderung von Funktionsmolekülen. Der Gewichtsprozentsatz im Verhältnis zum Gesamtkatalysatorgewicht wird beispielsweise zwischen 0,01 und 10 Prozent, vorzugsweise zwischen 0,05 und 5 Prozent ausgesucht. Bei der selektiven Hydrierung der ungesättigten Verbindungen sind Palladium, Nickel und Platin die bevorzugten Metalle. In diesem Fall wird der Gewichtsprozentsatz im Verhältnis zum Gesamtkatalysatorgewicht zwischen 0,01 und 50 Prozent, vorzugsweise zwischen 0,05 und 1 Prozent ausgesucht, wenn das Metall ein Edelmetall ist, und zwischen 5 und 30 Prozent, wenn das Metall Nickel ist. Bei dem Hydroreformieren sind Platin und Iridium die bevorzugten Metalle. In diesem Fall wird der Gewichtsprozentsatz zwischen 0,01 und 10 Prozent, vorzugsweise zwischen 0,05 und 5 Prozent ausgesucht; unda) At least one Group VIII metal, which is under iridium, Nickel, palladium, platinum, rhodium and ruthenium selected has been. Platinum and palladium are the preferred metals for the hydrocarbon conversion reactions. Rhodium and Ruthenium are the preferred metals for the change of functional molecules. The weight percentage in Ratio to total catalyst weight, for example between 0.01 and 10 percent, preferably between 0.05 and 5 percent selected. In the selective hydrogenation of unsaturated compounds are palladium, nickel and platinum the preferred metals. In this case the Weight percentage in relation to Total catalyst weight between 0.01 and 50 percent, preferably selected between 0.05 and 1 percent, if the metal is a precious metal, and between 5 and 30 Percent if the metal is nickel. In which Hydro-reforming is preferred with platinum and iridium Metals. In this case, the weight percentage between 0.01 and 10 percent, preferably between 0.05 and 5 percent selected; and
- b) mindestens ein Zusatzelement M, das aus der Gruppe, bestehend aus Germanium, Zinn, Blei, Rhenium, Niobium, Gallium, Indium, Thallium, Gold und Silber, ausgesucht und als eine organometallische Verbindung in ein wässeriges Lösungsmittel mit einem pH-Wert zwischen 0 und 10 eingeleitet wurde. Bei der selektiven Hydrierung der ungesättigten Verbindungen sind Zinn, Germanium, Silber und Gold die bevorzugten Elemente. Beim Hydroreformieren sind Zinn und Germanium die bevorzugten Elemente. Der Gewichtsprozentsatz im Verhältnis zum Gesamtkatalysatorgewicht wird beispielsweise zwischen 0,01 und 10 Prozent, vorzugsweise zwischen 0,02 und 5 Prozent ausgesucht. Vorteilhafterweise kann man in bestimmten Fällen mindestens zwei Elemente dieser Gruppe verwenden, die jeweils als eine organometallische Verbindung eingeleitet werden.b) at least one additional element M which is selected from the group, consisting of germanium, tin, lead, rhenium, niobium, Gallium, indium, thallium, gold and silver, selected and as an organometallic compound in an aqueous Solvents with a pH between 0 and 10 was initiated. In the selective hydrogenation of unsaturated compounds are tin, germanium, silver and Gold the preferred elements. When hydroforming are Tin and germanium are the preferred elements. The Weight percentage in relation to Total catalyst weight is, for example, between 0.01 and 10 percent, preferably between 0.02 and 5 percent select. Advantageously, one can in certain cases use at least two elements of this group, the each initiated as an organometallic compound become.
Je nach Verwendungsgebiet kann der Katalysator eventuell zusätzlich beispielsweise 0,1 bis 3 Gewichtsprozent eines Halogens oder einer halogenierten Verbindung enthalten. Er kann ebenfalls 0,1 bis 3 Gewichtsprozent eines alkalischen oder erdalkalischen Metalls aufweisen. Er kann eventuell ebenfalls 0,01 bis 2 Gewichtsprozent eines Elements wie Schwefel enthalten. Er kann ebenfalls 0,01 bis 3 Gewichtsprozent von mindestens einem anderen Element M enthalten, das in den Katalysator mittels jeder an sich bekannten Methode und in jeder an sich bekannten Form eingeleitet werden kann. Depending on the area of use, the catalyst may additionally, for example, 0.1 to 3 percent by weight of one Halogen or a halogenated compound. He can also 0.1 to 3 weight percent of an alkaline or alkaline earth metal. He may be able to also 0.01 to 2 percent by weight of an element such as Contain sulfur. It can also be 0.01 to 3 Weight percent of at least one other element M included that in the catalyst by means of everyone per se known method and in any form known per se can be initiated.
Der Vorläufer des Elements M kann aus der Gruppe der halogenierten Verbindungen, der Hydroxide, Oxide, Carbonate, Carboxylate, Nitrate und Sulfate der organometallischen Verbindungen des Elements ausgesucht werden, ohne dass diese Auflistung als einschränkend gilt. Diese Verbindungen weisen mindestens eine Kohlenstoff-M-Verbindung auf. Zum Beispiel kann der Vorläufer des Elements M unter den Polyalkylhalogeniden ausgesucht werden, beispielsweise den Trimethyl- (Me3MX), Triethylhalogeniden (Et3MX), den Dimethyl- (Me2MX2), Diethyl- (ET2MX2), Diisopropyl- (iPr2MX2), di-n- Propyldihalogeniden (n-Pr2MX2), den Methyl- (MeMX3), Ethyl- (EtMX3), Isopropyl- (iPrMX3), n-Propyltrihalogeniden (n-PrMX3), den Polyalkyhydroxiden, beispielsweise den Trimethyl- (Me3MOH), Triethylhydroxiden (Et3MOH), den Dimethyl- (Me2M(OH)2), Diethyl- (Et2M(OH)2), Diisopropyl- (iPR2M(OH)2), di-n- Propyldihydroxiden (n-Pr2M(OH)2), den Methyl- (MeM(OH)3), Ethyl- (EtM(OH)3), Isopropyl- (iPrM(OH)3), n- Propyltrihydroxiden (n-PrM(OH)3), den Polyalkylacetaten, beispielsweise den Trimethyl- (Me3MOC(O)Me), Triethyl- (Et3MOC(O)Me), Tributylacetaten (Bu3MOC(O)Me), den Polyalkyloxiden, beispielsweise den bis-Trimethyl- ([Me3M]2O), bis-Triethyl- ([Et3M]2O), bis-Tripropyl- ([Pr3M]2O), bis- Tributyloxiden ([Bu3M]2O), den Polyalkylsulfaten, beispielsweise den bis-Trimethyl- ([Me3M]2SO4), bis- Dimethylsulfaten ([Me2M]SO4), den Methyltrioxiden (MeMO3), in denen X ein Halogen darstellt, das unter der Gruppe, bestehend aus Fluor, Chlor, Brom und Iod, ausgesucht wurde. Der Vorläufer des Elements M kann ebenfalls unter den Verbindungen mit der Gesamtformel (R1)xM(R2)y(R3)z mit x + y + z = Wertigkeit des Metalls M ausgesucht werden, in der R1 aus der Gruppe der Alkyl-, Cycloalkyl-, Nitril- (CN), Carbonyl- (CO), Aryl-, Alkylaryl- und Arylalkylradikale ausgesucht wurde, und R2 eine Funktion der Form CaHbR'c ist, in der R' eine Hydroxid-, Halogenid-, Carboxylatfunktion, PO3H oder SO3H darstellt und R3 eine Aqua-, Oxo- (MO), Alkoxid- (O-Alkyl), Hydrid-, Hydroxyl-, Alkylsulfonat-, Alkylsulfat-, Thioalkylgruppe, N(SO3R")2, Pr"2 und PR"3 darstellt, in der R" eine Alkylgruppe ist und P Phosphor darstellt (Handbook of Physics and Chemistry, 63. Auflage, 1982-83).The precursor of the element M can be selected from the group of the halogenated compounds, the hydroxides, oxides, carbonates, carboxylates, nitrates and sulfates of the organometallic compounds of the element, without this list being considered restrictive. These compounds have at least one carbon-M compound. For example, the precursor of element M can be selected from the polyalkyl halides, for example trimethyl (Me 3 MX), triethyl halides (Et 3 MX), dimethyl (Me 2 MX 2 ), diethyl (ET 2 MX 2 ), Diisopropyl (iPr 2 MX 2 ), di-n-propyl dihalides (n-Pr 2 MX 2 ), the methyl (MeMX 3 ), ethyl (EtMX 3 ), isopropyl (iPrMX 3 ), n-propyl trihalides (n -PrMX 3 ), the polyalkyhydroxides, for example the trimethyl (Me 3 MOH), triethyl hydroxides (Et 3 MOH), the dimethyl (Me 2 M (OH) 2 ), diethyl (Et 2 M (OH) 2 ), Diisopropyl (iPR 2 M (OH) 2 ), di-n-propyl dihydroxides (n-Pr 2 M (OH) 2 ), methyl (MeM (OH) 3 ), ethyl (EtM (OH) 3 ), Isopropyl (iPrM (OH) 3 ), n-propyl trihydroxide (n-PrM (OH) 3 ), the polyalkyl acetates, for example the trimethyl (Me 3 MOC (O) Me), triethyl (Et 3 MOC (O) Me) ), Tributyl acetates (Bu 3 MOC (O) Me), the polyalkyl oxides, for example the bis-trimethyl- ([Me3M] 2 O), bis-triethyl- ([Et 3 M] 2 O), bis-tripropyl- ([ Pr 3 M] 2 O), bis- Tr ibutyl oxides ([Bu 3 M] 2 O), the polyalkyl sulfates, for example the bis-trimethyl ([Me 3 M] 2 SO 4 ), bis-dimethyl sulfates ([Me 2 M] SO 4 ), the methyl trioxides (MeMO 3 ) in which X represents a halogen selected from the group consisting of fluorine, chlorine, bromine and iodine. The precursor of the element M can also be selected from the compounds with the overall formula (R1) x M (R2) y (R3) z with x + y + z = valence of the metal M, in which R1 from the group of alkyl, Cycloalkyl, nitrile (CN), carbonyl (CO), aryl, alkylaryl and arylalkyl radicals have been selected, and R2 is a function of the form C a H b R ' c in which R' is a hydroxide, halide , Carboxylate function, PO 3 H or SO 3 H and R3 represents an aqua, oxo (MO), alkoxide (O-alkyl), hydride, hydroxyl, alkyl sulfonate, alkyl sulfate, thioalkyl group, N (SO 3 R ") 2 , Pr" 2 and PR " 3 , in which R" is an alkyl group and P represents phosphorus (Handbook of Physics and Chemistry, 63rd edition, 1982-83).
Unter Alkylgruppen versteht man Gruppen, die lineare, verzweigte oder zyklische, gesättigte Kohlenstoff- und Wasserstoffatome enthalten. Unter Arylgruppen versteht man die aromatischen Gruppen.Alkyl groups are groups which are linear, branched or cyclic, saturated carbon and Contain hydrogen atoms. Aryl groups are those aromatic groups.
Es ist ebenfalls möglich, unter den Vorläufern, wie sie oben definiert wurden, mindestens eine Alkylgruppe durch eine Alkenylgruppe d. h. durch eine ungesättigte, lineare, verzweigte oder zyklische Gruppe zu ersetzen, die Kohlenstoff- und Wasserstoffatome enthält, beispielsweise eine Allylgruppe, zu ersetzen.It is also possible among the precursors like those above were defined, at least one alkyl group by a Alkenyl group d. H. through an unsaturated, linear, branched or cyclic group to replace the carbon and contains hydrogen atoms, for example an allyl group, to replace.
Wenn das Metall M Zinn ist, sind die bevorzugten Vorläufer Polyalkylhalogenide wie Me3SnCl, Me2SnCl2, MeSnCl3, Et3SnCl, Et2SnCl2, EtSnCl3, iPrSnCl2 und die Hydroxide Me3SnOH, Me2Sn(OH) 2, Et3SnOH, Et2Sn(OH)2, das Oxid [Bu3Sn]2O, das Acetat Bu3SnOC(O)Me.When the metal is M tin, the preferred precursors are polyalkyl halides such as Me 3 SnCl, Me 2 SnCl2, MeSnCl 3 , Et 3 SnCl, Et 2 SnCl 2 , EtSnCl 3 , iPrSnCl 2 and the hydroxides Me 3 SnOH, Me 2 Sn (OH ) 2 , Et 3 SnOH, Et 2 Sn (OH) 2 , the oxide [Bu 3 Sn] 2 O, the acetate Bu 3 SnOC (O) Me.
Wenn das Metall der Gruppe M Germanium ist, ist der bevorzugte Vorläufer das Oxid [EtGeO]2O.When the Group M metal is germanium, the preferred precursor is the oxide [EtGeO] 2 O.
Wenn das Metall M Niobium ist, sind die bevorzugten Vorläufer das Niobiumdibromid-bis-cyclopentadienylhydroxyl p(C5H5) 2Nb(OH)Br2, das Niobiumdichlorid-bis-cyclopentadienylhydroxyl (C5H5)2Nb(OH)Cl2, das Niobiumtribromid-bis-cyclopentadienyl (C5H5)2NbBr3, das Niobiumtrichlorid-bis-cyclopentadienyl (C5H5) 2NbCl3. When the metal M is niobium, the preferred precursors are the niobium dibromide-bis-cyclopentadienylhydroxyl p (C 5 H 5 ) 2 Nb (OH) Br 2 , the niobium dichloride-bis-cyclopentadienylhydroxyl (C 5 H 5 ) 2 Nb (OH) Cl 2 , the niobium tribromide-bis-cyclopentadienyl (C 5 H 5 ) 2 NbBr 3 , the niobium trichloride-bis-cyclopentadienyl (C 5 H 5 ) 2 NbCl 3 .
Wenn das Metall Rhenium ist, ist der bevorzugte Vorläufer das Methyltrioxorhenium MeReO3.If the metal is rhenium, the preferred precursor is methyltrioxorhenium MeReO 3 .
Wenn das Metall M Blei ist, sind die bevorzugten Vorläufer die Halogenide Me2PbCl2, Et2PbCl2 und die Hydroxide Et2Pb(OH)2 und Me2Pb(OH)2.When the metal M is lead, the preferred precursors are the halides Me 2 PbCl 2 , Et 2 PbCl 2 and the hydroxides Et 2 Pb (OH) 2 and Me 2 Pb (OH) 2 .
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, das Metall aus der Gruppe VIII, das Zusatzelement M als Organometall, eventuell das Halogen oder die halogenierte Verbindung, eventuell das alkalische oder erdalkalische Metall, eventuell das Nichtmetall, eventuell das andere Metall M, gleichzeitig oder nacheinander in beliebiger Reihenfolge einzuleiten.According to the inventive method, it is possible Metal from group VIII, the additional element M as Organometal, possibly the halogen or the halogenated Compound, possibly the alkaline or alkaline earth Metal, possibly the non-metal, possibly the other metal M, simultaneously or in succession in any order initiate.
Erfindungsgemäß ist die Einleitung des organometallischen Elements M dadurch gekennzeichnet, dass das Element in einem wässerigen Lösungsmittel eingeführt wird. Der pH-Wert der Lösung, die das Element M enthält, variiert von 0 bis 10. Vorzugsweise liegt der pH-Wert strikt unter 10. Die anderen Elemente können mittels jeder an sich bekannten Methode eingeleitet werden.According to the invention is the introduction of the organometallic Elements M characterized in that the element in one aqueous solvent is introduced. The pH of the Solution containing element M varies from 0 to 10. The pH is preferably strictly below 10. The others Elements can be created using any method known per se be initiated.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Zusatzmetall M während der Trägersynthese über eine Sol-Gel-Technik eingeleitet werden. Im Fall eines Trägers, der Aluminiumoxid und/oder Kieselerde enthält, kann man beispielsweise ein Mischgel aus Metall M und Aluminiumoxid und/oder aus Metall M und Kieselerde herstellen, indem man eine organische Lösung von Al(OR')3 oder von Si(OR')4 in einem Lösungsmittel wie ROH mit einer wässerigen Lösung einer organometallischen Verbindung des Elements M mit einem pH-Wert zwischen 0 und 10 hydrolysiert. R und R' können eine Alkylgruppe der Methyl-, Ethyl-, Isopropyl-, n-Propyl-, Butylart oder sogar eine schwerere Gruppe wie n-Hexyl sein. Das alkoholische Lösungsmittel muß stark dehydriert sein, bevor das Aluminiumalkoholat und/oder Siliziumalkoholat eingeführt werden kann. Nach der Hydrolyse erfolgt eine thermische Behandlung des so entstandenen Gels bei einer Temperatur zwischen 200 und 800°C, vorzugsweise zwischen 300 und 700°C und in einer noch bevorzugteren Ausführungsform zwischen 400 und 500°C, um eine vollständige Reaktion der wasserlöslichen organometallischen Verbindung des Elements M mit dem Gel, das die Bildung des Mischoxids Al2O3-MOx und/oder SiO2-MOx verursacht, herbeizuführen.In a method according to the invention, the additional metal M can be introduced via a sol-gel technique during the carrier synthesis. In the case of a carrier containing aluminum oxide and / or silica, for example, a mixed gel of metal M and aluminum oxide and / or of metal M and silica can be produced by using an organic solution of Al (OR ') 3 or of Si (OR ') 4 hydrolyzed in a solvent such as ROH with an aqueous solution of an organometallic compound of element M with a pH between 0 and 10. R and R 'can be an alkyl group of the methyl, ethyl, isopropyl, n-propyl, butyl type or even a heavier group such as n-hexyl. The alcoholic solvent must be highly dehydrated before the aluminum alcoholate and / or silicon alcoholate can be introduced. After the hydrolysis, a thermal treatment of the resulting gel takes place at a temperature between 200 and 800 ° C, preferably between 300 and 700 ° C and in a more preferred embodiment between 400 and 500 ° C, in order to achieve a complete reaction of the water-soluble organometallic compound Elements M with the gel, which causes the formation of the mixed oxide Al 2 O 3 -MO x and / or SiO 2 -MO x .
In einem anderen Verfahren kann das Element M einem Aluminiumoxidsol beigemengt werden. Patentschrift US 3,929,683 offenbart die Einleitung von Zinn als Salz, beispielsweise SnCl2, in ein Aluminiumoxidsol. Gemäß vorliegender Erfindung ist es möglich, eine organometallische Verbindung des Elements M in einem wässerigen Lösungsmittel mit einem pH-Wert zwischen 0 und 10 in ein Aluminiumoxidhydrosol einzuleiten, wobei das besagte Aluminiumoxidhydrosol beispielsweise dadurch hergestellt wird, dass man eine saure AlCl3-Lösung mit einem pH-Wert von 4-5 fällt und anschließend die Reaktion der Verbindung des Elements M mit dem Aluminiumoxidhydrosol, beispielsweise unter Einwirkung von Hitze oder einer Base, unterstützt.In another process, element M can be added to an alumina sol. US Pat. No. 3,929,683 discloses the introduction of tin as a salt, for example SnCl 2 , into an aluminum oxide sol. According to the present invention, it is possible to introduce an organometallic compound of element M in an aqueous solvent with a pH between 0 and 10 into an alumina hydrosol, said alumina hydrosol being prepared, for example, by using an acidic AlCl 3 solution with a pH falls from 4-5 and then supports the reaction of the compound of element M with the alumina hydrosol, for example under the action of heat or a base.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann das Zusatzelement M während der Trägerherstellung gemäß den Trägergestaltungsverfahren aus dem bisherigen Stand der Technik, wie beispielsweise durch Extrusion (US 3,917,808) oder durch Tropfengelieren (US 3,558,508) eingeführt werden. In another embodiment of the invention, the Additional element M during the carrier production according to the Carrier design process from the previous state of the Technology, such as by extrusion (US 3,917,808) or be introduced by drop gelling (US 3,558,508).
In der Katalysatorherstellung gemäß der Tropfengelieren- Erfindung (Oil-Drop) werden vorzugsweise wasserlösliche organometallische Vorläufer des Elements M eingesetzt, die ünter den Oxid- oder Carboxylatverbindungen, beispielsweise des Zinns wie Zinntributyl-bis-oxid oder Zinntributylcarboxylat ausgesucht werden. Eine wässerige Lösung von mindestens einer Verbindung des Elements M mit einem pH-Wert unter 10 wird direkt in die Aluminiumoxidsuspension eingeleitet, bevor sie durch Tropfengelieren oder Extrusion geformt wird. Diese Verbindung wird anschließend getrocknet und unter Lufteinwirkung bei einer Temperatur zwischen 350 und 700°C geglüht. Der so hergestellte Oxidträger, das das Element M enthält, wird anschließend mit einer wässerigen oder organischen Lösung von mindestens einer Verbindung eines Metalls aus der Gruppe VIII imprägniert, wobei das Lösungsvolumen vorzugsweise größer als das Retentionsvolumen des Trägers oder ihm gleich ist. Nach einigen Imprägnierungsstunden wird das erhaltene Produkt getrocknet und unter Lufteinwirkung bei einer Temperatur zwischen 300 und 600°C geglüht, wobei vorzugsweise einige Stunden lang mit Luft gespült wird. In einer anderen Ausführungsform ist es ebenfalls möglich, mindestens eine wasserlösliche organometallische Verbindung der Verbindung M und mindestens eine Verbindung des Metalls aus Gruppe VIII während der Formgebungsstufe des Trägers gleichzeitig einzuleiten.In catalyst production according to the drop gelation Invention (oil-drop) are preferably water-soluble organometallic precursors of element M used, the below the oxide or carboxylate compounds, for example of tin such as tin tributyl bis-oxide or Tin tributyl carboxylate are selected. A watery Solution of at least one connection of the element M with a pH below 10 is directly in the Alumina suspension introduced before going through Drop gelling or extrusion is formed. This connection is then dried and exposed to air annealed between 350 and 700 ° C. The way manufactured oxide carrier, which contains the element M. then with an aqueous or organic solution of at least one compound of a metal from group VIII impregnated, the solution volume preferably greater than the retention volume of or equal to the wearer. To The product obtained is a few hours of impregnation dried and exposed to air at one temperature annealed between 300 and 600 ° C, preferably some Purged with air for hours. In another Embodiment it is also possible to have at least one water-soluble organometallic compound of compound M and at least one compound of the metal from Group VIII during the stage of shaping the wearer simultaneously initiate.
In dieser bestimmten Ausführungsform verwendet man vorzugsweise Vorläufer des Elements M, das unter den Polyalkylacetaten, den Polyalkyloxiden, den Polyalkylcarbonaten, den Polyalkylsulfaten, den Verbindungen mit der Gesamtformel (R1)xM(R2)y(R3)z mit x + y + z = Wertigkeit des Metalls M ausgesucht wird, in der R1 aus der Gruppe der Alkyl-, Cycloalkyl-, Nitril- (CN), Carbonyl- (CO), Aryl-, Alkylaryl- und Arylalkylfunktionen ausgesucht wurde, und R2 eine Funktion der Form CaHbR'c ist, in der R' eine Hydroxid-, Carboxylatfunktion, PO3H oder SO3H darstellt und R3 eine Aqua-, Oxo- (MO), Alkoxid- (O-Alkyl), Hydrid-, Hydroxyl- Alkylsulfonat-, Alkylsulfat, Thioalkylfunktion, N(SO3R")2, Pr"2 und PR"3 darstellt, in der R" eine Alkylgruppe ist.In this particular embodiment, precursors of the element M are preferably used, which are among the polyalkylacetates, the polyalkyloxides, the polyalkylcarbonates, the polyalkylsulfates, the compounds with the overall formula (R1) x M (R2) y (R3) z with x + y + z = Valence of the metal M is selected in which R1 was selected from the group of alkyl, cycloalkyl, nitrile (CN), carbonyl (CO), aryl, alkylaryl and arylalkyl functions, and R2 is a function of the form C. a H b R ' c , in which R' represents a hydroxide, carboxylate function, PO 3 H or SO 3 H and R3 is an aqua, oxo (MO), alkoxide (O-alkyl), hydride, hydroxyl - represents alkyl sulfonate, alkyl sulfate, thioalkyl function, N (SO 3 R ") 2 , Pr" 2 and PR " 3 , in which R" is an alkyl group.
Es ist beispielsweise auch möglich, das feuchte Pulver, das als Träger dient, mit den Katalysatorvorläufern zu kneten und anschließend sie zu formen, zu trocknen und zu glühen.For example, it is also possible to use the moist powder serves as a carrier to knead with the catalyst precursors and then shape, dry and glow them.
In einem anderen Verfahren kann der Katalysator mittels verschiedener Imprägnierungsmethoden des Elements M hergestellt werden und die Erfindung beschränkt sich nicht auf einen bestimmten Imprägnierungsvorgang. Wenn mehrere Lösungen Verwendung finden, können Zwischentrocknungs- und/oder Imprägnierungsvorgänge erfolgen.In another process, the catalyst can be different impregnation methods of the element M are produced and the invention is not limited to a specific impregnation process. If multiple solutions Intermediate drying and / or can be used Impregnation processes take place.
In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Technik wird der Katalysator durch Trägerimprägnierung mittels mindestens einer wässerigen oder organischen Lösung von mindestens einer Verbindung von mindestens einem Metall aus Gruppe VIII hergestellt. Der imprägnierte Träger wird anschließend filtriert, eventuell mit destilliertem Wasser gewaschen und getrocknet. Danach wird er unter Wasserstoffeinwirkung bei einer Temperatur meist zwischen etwa 200 und etwa 600°C, vorzugsweise zwischen etwa 300 und etwa 500°C, reduziert. Eine Zwischenglühstufe unter Lufteinwirkung kann zwischen der Trocknungs- und der Reduktionsstufe geschaltet werden. Das erhaltene Produkt wird dann mittels einer wässerigen Lösung von mindestens einer Zinn-, Germanium-, Blei-, Rhenium-, Niobium-, Gallium-, Indium-, Thallium-, Gold- oder Silberverbindung imprägniert. Das Volumen der wässerigen Lösung ist dem Retentionsvolumen des Trägers gleich, oder vorzugsweise größer als dieses. Der pH-Wert der wässerigen Lösung liegt zwischen 0 und 10. Nachdem der Kontakt zwischen dem mit dem Metall aus Gruppe VIII imprägnierten Träger und der wässerigen Lösung, die mindestens eine Verbindung des Elements M enthält, über beispielsweise einige Minuten bis mehreren Stunden stattgefunden hat, wird das Produkt filtriert, eventuell mit Wasser gewaschen und getrocknet. Dieses Verfahren sieht abschließend eine Reduktion bei einer Temperatur zwischen 300 und 600°C vor, indem vorzugsweise einige Stunden lang mit Wasserstoff gespült wird. Es ist ebenfalls möglich, nach der Trocknungsstufe mit einer Glühstufe unter Luftspülung bei einer Temperatur zwischen 300 und 600°C abzuschließen.In a preferred technique according to the invention, the Catalyst by carrier impregnation using at least one aqueous or organic solution of at least one Connection of at least one metal from Group VIII manufactured. The impregnated support is then filtered, possibly washed with distilled water and dried. Then he is exposed to hydrogen a temperature usually between about 200 and about 600 ° C, preferably between about 300 and about 500 ° C. A Intermediate annealing under the influence of air can occur between the Drying and the reduction stage can be switched. The product obtained is then by means of an aqueous solution of at least one tin, germanium, lead, rhenium, Niobium, gallium, indium, thallium, gold or Impregnated silver compound. The volume of the watery Solution is equal to the retention volume of the carrier, or preferably larger than this. The pH of the watery Solution is between 0 and 10. After the contact between the support impregnated with the Group VIII metal and the aqueous solution containing at least one compound of the Elements M contains, for example, a few minutes to After several hours, the product filtered, possibly washed with water and dried. This process sees a reduction in one Temperature between 300 and 600 ° C before, preferably by purged with hydrogen for a few hours. It is also possible after the drying stage with a Glow level under air purge at a temperature between 300 and complete at 600 ° C.
In einer Ausführungsform der Erfindung können das Element M und das Metall aus Gruppe VIII während einer Trägerimprägnierungsstufe mittels einer wässerigen Lösung, die mindestens ein Element M und mindestens ein Metall aus der Gruppe VIII enthält, gleichzeitig eingeführt werden, wobei das Lösungsvolumen dem Trägerretentionsvolumen gleich oder größer als dieses ist. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform verwendet man eine wässerige Lösung einer halogenierten organometallischen Verbindung des Elements M wie Me3MX oder Me2MX2, in der X ein Halogen wie beispielsweise Chlor, beispielsweise Me3SnCl oder Me2SnCl2 oder eine Oxidverbindung des Elements M wie die Tributyl-bis- Oxidverbindung des Elements M, beispielsweise die Zinntributyl-bis-Oxidverbindung, darstellt. Der pH-Wert der Lösung liegt zwischen 0 und 10. Der Katalysator wird anschließend getrocknet und gemäß beispielsweise einem der oben beschriebenen Verfahren thermisch aktiviert. In one embodiment of the invention, element M and the group VIII metal can be introduced simultaneously during a carrier impregnation step using an aqueous solution containing at least one element M and at least one metal from group VIII, the solution volume being equal to or greater than the carrier retention volume than this is. In a particularly advantageous embodiment, an aqueous solution of a halogenated organometallic compound of the element M such as Me 3 MX or Me 2 MX 2 is used , in which X is a halogen such as chlorine, for example Me 3 SnCl or Me 2 SnCl 2 or an oxide compound of the element M represents the tributyl bis-oxide compound of the element M, for example the tin tributyl bis oxide compound. The pH of the solution is between 0 and 10. The catalyst is then dried and thermally activated according to, for example, one of the methods described above.
Vor Gebrauch wird der Katalysator unter Wasserstoffeinwirkung, beispielsweise zwischen 20 und 600°C, reduziert, um eine aktive Metallphase zu erhalten. Das Behandlungsverfahren sieht beispielsweise vor, dass die Temperatur unter Wasserstoffstrom bis zur Reduktionshöchsttemperatur, die beispielsweise zwischen 20 und 600°C, vorzugsweise zwischen 90 und 500°C liegt, langsam ansteigt und anschließend, beispielsweise 1 bis 6 Stunden lang, gehalten wird.Before use, the catalyst is exposed to hydrogen, for example between 20 and 600 ° C, reduced to one to get active metal phase. The treatment process looks for example before that the temperature under hydrogen flow up to the maximum reduction temperature, for example between 20 and 600 ° C, preferably between 90 and 500 ° C lies, slowly increases and then, for example 1 to For 6 hours.
Diese Reduktion kann sofort nach einem Glühen oder zu einem späteren Zeitpunkt bei dem Anwender erfolgen. Es besteht ebenfalls die Möglichkeit, das getrocknete Produkt direkt beim Anwender zu reduzieren.This reduction can happen immediately after a glow or to a later at the user. It exists also the possibility of directly drying the dried product at Reduce users.
Es ist ebenfalls möglich, die in einer Lösung befindliche Verbindung des Metalls aus Gruppe VIII durch organische Moleküle mit reduzierender Wirkung wie die Ameisensäure im Vorfeld zu reduzieren. Die Verbindung des Zusatzelements M kann dann gleichzeitig oder sukzessiv eingeführt werden. Der Katalysator kann dann direkte Verwendung finden, wenn die katalytische Reaktion ein wässeriges Lösungsmittel erforderlich macht, was insbesondere im Umwandlungsbereich organischer Funktionen anwendbar ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den erhaltenen Katalysator zu filtrieren und anschließend zu trocknen. Er kann danach geglüht und unter den oben beschriebenen Bedingungen reduziert werden. Die Reduktion kann ebenfalls unmittelbar am getrockneten Produkt erfolgen.It is also possible to find the one in solution Compound of Group VIII metal by organic Molecules with a reducing effect like formic acid in Reduce apron. The connection of the additional element M can then be introduced simultaneously or successively. The Catalyst can be used directly if the catalytic reaction an aqueous solvent requires what, especially in the conversion area organic functions is applicable. Another possibility consists in filtering the catalyst obtained and then dry. It can then be annealed and among the conditions described above can be reduced. The reduction can also be done directly on the dried product.
Wenn der erfindungsgemäße Katalysator Schwefel enthält, wird der Schwefel auf den geformten, geglühten Katalysator, der das oder die oben genannte(n) Metall(e) enthält, entweder in-Situ vor der katalytischen Reaktion oder ex-Situ aufgetragen. Die eventuelle Schwefelung findet nach der Reduktion statt. Im Falle einer in-situ-Schwefelung erfolgt die Reduktion vor der Schwefelung, wenn der Katalysator nicht vorher reduziert wurde. Bei einer ex-situ-Reduktion erfolgt zunächst die Reduktion und dann die Schwefelung. Die Schwefelung erfolgt in Gegenwart von Wasserstoff unter Verwendung von jedem an sich bekannten Schwefelungsmittel wie beispielsweise Dimethylsulfid oder Wasserstoffsulfid. Der Katalysator wird beispielsweise in Gegenwart von Wasserstoff mit einem Einsatz behandelt, der Dimethylsulfid enthält und eine solche Konzentration aufweist, dass das Schwefel/Metall-Atomverhältnis 1,5 beträgt. Der Katalysator wird anschließend etwa 3 Stunden lang bei einer Temperatur von etwa 40°C unter Wasserstoffdurchfluß gehalten, bevor der Einsatz eingeführt wird.If the catalyst according to the invention contains sulfur, the sulfur on the shaped, annealed catalyst that the or contains the above metal (s), either in-situ applied before the catalytic reaction or ex situ. The any sulfurization takes place after the reduction. in the In the case of in-situ sulfurization, the reduction takes place before Sulfurization if the catalyst has not previously been reduced has been. In the case of an ex situ reduction, this is done first Reduction and then sulfurization. The sulfurization takes place in Presence of hydrogen using everyone in itself known sulfurizing agents such as dimethyl sulfide or hydrogen sulfide. The catalyst is, for example, in Presence of hydrogen treated with an insert that Contains dimethyl sulfide and has such a concentration that the sulfur / metal atomic ratio is 1.5. The The catalyst is then at about 3 hours Temperature of about 40 ° C kept under hydrogen flow, before the mission is launched.
Der erfindungsgemäß vorbereitete Katalysator kann in einem Kohlenwasserstoff-Umwandlungsverfahren im Bereich der Raffination und der Pertochemie eingesetzt werden. Er kann ebenfalls in einem Verfahren des chemischen Bereichs Verwendung finden.The catalyst prepared according to the invention can be in one Hydrocarbon conversion processes in the field of Refining and pertochemistry are used. He can also in a process in the chemical field Find use.
Der erfindungsgemäß vorbereitete Katalysator kann beispielsweise in einem Dehydrierungsverfahren von gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffen und insbesondere in den Dehydrierungsvorgängen von C3-C22-Paraffinen Einsatz finden. Die Dehydrierungsvorgänge von leichten Paraffinen machen eine Veredelung der aliphatischen Kohlenwasserstoffe mit niedrigem Siedepunkt wie beispielsweise Butane und Isobutane, Pentane und Isopentane möglich, die nach Extraktion der ungesättigten Anteile der Dampfcrackenfraktionen oder der Fraktionen aus dem katalytischen Cracken aufgefangen werden. Der Dehydrierungsvorgang von längeren Paraffinen stellt ein handelsmäßig wichtiges Verfahren aufgrund der zur Zeit verstärkten Nachfrage nach Monoolefinen zur Herstellung von beispielsweise biologisch abbaubaren Detergenzien oder von Pharmaprodukten dar.The catalyst prepared according to the invention can be used, for example, in a dehydrogenation process of saturated aliphatic hydrocarbons and in particular in the dehydrogenation processes of C 3 -C 22 paraffins. The dehydrogenation processes of light paraffins make it possible to refine the low boiling point aliphatic hydrocarbons such as butanes and isobutanes, pentanes and isopentanes which are collected after extraction of the unsaturated portions of the steam cracking fractions or the fractions from the catalytic cracking. The dehydration process of longer paraffins is a commercially important process due to the currently increasing demand for monoolefins for the production of, for example, biodegradable detergents or pharmaceutical products.
Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Katalysators im Dehydrierungsvorgang der Paraffine wird das Metall M unter Germanium und Zinn und das Metall aus der Gruppe VIII, vorzugsweise unter Platin und Palladium, ausgesucht.When using the catalyst according to the invention in The dehydration process of the paraffins is underneath the metal M. Germanium and tin and the metal from group VIII, preferably selected from platinum and palladium.
Diese verschiedenen Verfahren unterscheiden sich durch die Wahl der Arbeitsbedingungen und der Zusammensetzung des Einsatzes. Die Anpassung der Arbeitsbedingungen unter Berücksichtigung der Art des zum behandelnden Einsatzes erfolgt so, dass man das bestmögliche Verhältnis zwischen Druck, Temperatur, Ausbeute und Wirkung nach an sich bekannten Methoden erzielt. Die Dehydrierungsreaktion findet meist bei einem Druck zwischen 0,02 und 2 MPa, vorzugsweise zwischen 0,1 und 1 MPa, und bei einer Temperatur zwischen 400 und 800°C je nach Einsatzart statt.These different procedures differ in that Choice of working conditions and the composition of the Use. Adjustment of working conditions under Consideration of the type of application to be treated is done in such a way that you get the best possible ratio between Pressure, temperature, yield and effect according to known Methods achieved. The dehydration reaction usually takes place at a pressure between 0.02 and 2 MPa, preferably between 0.1 and 1 MPa, and at a temperature between 400 and 800 ° C each depending on the type of application.
Vorteilhafterweise liegt die Temperatur zwischen 400 und 550°C bei einem Einsatz, der vorwiegend Isopentan enthält. Die Temperatur beträgt vorteilhafterweise zwischen 450 und 550°C bei einem Einsatz, der vorwiegend Paraffine enthält, die 9 bis 22 Kohlenstoffatome pro Molekül aufweisen. Der Einsatz kann ebenfalls ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit 3 bis 22 Kohlenstoffatomen pro Molekül enthalten. Der Massenstrom des behandelten Einsatzes pro Katalysatormasseneinheit beträgt meist zwischen 0,5 und 100 kg/kg/h. Es kann von Vorteil sein, Wasserstoff als Verdünnungsmittel zu verwenden. Das Molverhältnis zwischen Wasserstoff und Kohlenwasserstoff liegt meist zwischen 0 und 20, vorzugsweise zwischen 0 und 6. The temperature is advantageously between 400 and 550 ° C for an application that mainly contains isopentane. The Temperature is advantageously between 450 and 550 ° C in the case of an application which predominantly contains paraffins, the 9 to Have 22 carbon atoms per molecule. The use can also unsaturated hydrocarbons with 3 to 22 Contain carbon atoms per molecule. The mass flow of the treated use per catalyst mass unit usually between 0.5 and 100 kg / kg / h. It can be an advantage Use hydrogen as a diluent. The Molar ratio between hydrogen and hydrocarbon usually between 0 and 20, preferably between 0 and 6.
Erfindungsgemäß findet vorteilhafterweise der zuvor beschriebene Katalysator in selektiven Hydrierungsverfahren von Fraktionen Verwendung, die Acetylen- oder Dienverbindungen enthalten. Dank den selektiven Hydrierungsverfahren können die stark ungesättigten Verbindungen entfernt werden, die in den Fraktionen vorkommen, welche den katalytischen oder thermischen Crackverfahren oder den Dampfcrackverfahren entstammen, um diese Fraktionen entweder als Polymerisierungseinsätze oder als Produkt, das als Grundlage für einen Kraftstoff verwendet werden kann, zu veredeln.According to the invention, the one previously found advantageously described catalyst in selective hydrogenation processes of fractions using the acetylene or diene compounds contain. Thanks to the selective hydrogenation processes, the highly unsaturated compounds removed in the Fractions occur which are catalytic or thermal cracking or steam cracking stem from these fractions either as Polymerization inserts or as a product that as a basis can be used to refine a fuel.
Die Einsätze, die es typischerweise gilt zu behandeln, sind die C2-, C3- oder C4-Fraktionen aus dem Dampfcracken, die Benzinfraktionen aus dem Dampfcracken, die C3-, C4- und C5- Fraktionen oder Benzine aus dem katalytischen Cracken. Der Einsatz wird meist mit dem erfindungsgemäßen Katalysator bei einer Temperatur zwischen 20 und 200°C in Kontakt gebracht. Der Massendurchfluß des behandelten Einsatzes pro Katalysatormasseneinheit kann von 0,1 bis 10 kg/kg/h variieren. Der Arbeitsdruck kann zwischen dem Atmosphärendruck und 6 MPa eingestellt werden.The stakes that are typically to be dealt with are the C2, C3 or C4 fractions from the steam cracking, the Gasoline fractions from steam cracking, the C3, C4 and C5 Fractions or petrol from catalytic cracking. The Use is usually with the catalyst of the invention brought into contact at a temperature between 20 and 200 ° C. The mass flow of the treated insert per Catalyst mass unit can range from 0.1 to 10 kg / kg / h vary. Working pressure can be between atmospheric pressure and 6 MPa can be set.
Erfindungsgemäß kann der zuvor beschriebene Katalysator in Benzinreformier- und Aromastoffherstellungsverfahren Verwendung finden. Durch die Reformierverfahren kann die Octanzahl der Benzinfraktionen aus der Rohöldestillation und/oder aus anderen Raffinationsverfahren erhöht werden. Die Aromastoffherstellungsverfahren liefern die in der Petrochemie verwendbaren Basen (Benzol, Toluol und Xylole). Diese Verfahren sind von zusätzlichem Interesse, indem sie zur Herstellung von beträchtlichen Wasserstoffmengen beitragen, die für die Hydrierungs- und Wasserbehandlungsverfahren in der Raffination unerläßlich sind. Diese beiden Verfahren unterscheiden sich in der Wahl der Arbeitsbedingungen und der Einsatzzusammensetzung.According to the invention, the catalyst described above can be used in Gasoline reforming and flavoring manufacturing processes Find use. The reforming process can Octane number of gasoline fractions from crude oil distillation and / or from other refining processes. The Flavor manufacturing processes provide those in the petrochemical industry usable bases (benzene, toluene and xylenes). This Procedures are of additional interest by going to Production of significant amounts of hydrogen for the hydrogenation and water treatment processes in the Refining are essential. These two procedures differ in the choice of working conditions and the Insert composition.
Der typische Einsatz, der mittels dieser Verfahren behandelt wird, enthält paraffinhaltige, naphtenische und aromatische Kohlenwasserstoffe mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen pro Molekül. Dieser Einsatz wird u. a. durch seine Dichte und seine Gewichtszusammensetzung definiert. Der Einsatz wird mit dem erfindungsgemäßen Katalysator bei einer Temperatur zwischen 400 und 700°C in Kontakt gebracht. Der Massendurchfluß des behandelten Einsatzes pro Katalysatormasseneinheit kann von 0,1 bis 10 kg/kg/h variieren. Der Arbeitsdruck kann zwischen dem Atmosphärendruck und 4 MPa eingestellt werden. Ein Teil des erzeugten Wasserstoffs wird entsprechend einer molaren Rückführungsrate zwischen 0,1 und 10 zurückgeführt. Diese Rate entspricht dem Molverhältnis zwischen dem zurückgeführten Wasserstoffdurchfluß und dem Einsatzdurchfluß.The typical use dealt with using these procedures contains paraffinic, naphthenic and aromatic Hydrocarbons with 5 to 12 carbon atoms per molecule. This use is u. a. by its density and its Weight composition defined. The stake is with the inventive catalyst at a temperature between 400 and 700 ° C brought into contact. The mass flow of the treated use per catalyst mass unit can from Vary from 0.1 to 10 kg / kg / h. The working pressure can be between atmospheric pressure and 4 MPa. A part of the generated hydrogen is equivalent to one molar Return rate between 0.1 and 10. That rate corresponds to the molar ratio between the returned Hydrogen flow and the feed flow.
Vorliegende Erfindung wird nun anhand der folgenden, ihre Bedeutung nicht einschränkenden Beispiele näher erläutert.The present invention will now be more apparent from the following Meaning non-limiting examples explained in more detail.
Man stellt 2 Katalysatoren A und B her, die jeweils 0,6 Gewichtsprozent Platin und 0,3 Gewichtsprozent Zinn im Verhältnis zum Katalysatorgesamtgewicht enthalten. Der Träger ist eine Degussa-Kieselerde mit einer Oberflächenkennzahl von 200 m2 pro Gramm. Two catalysts A and B are produced, each containing 0.6 percent by weight of platinum and 0.3 percent by weight of tin in relation to the total catalyst weight. The carrier is a Degussa silica with a surface area index of 200 m 2 per gram.
Katalysator A wird mittels der Methoden aus dem bisherigen Stand der Technik hergestellt. Der Träger wird bei 500°C unter Trockenlufteinwirkung 5 Stunden lang geglüht und anschließend unter einer Stickstoffblase 15 Stunden lang mit einer ammoniakhaltigen Lösung (1 N) in Kontakt gebracht. Die Platinablagerung erfolgt anschließend durch Einleitung einer Tetraminplatinhydroxidlösung. Die Suspension wird danach filtriert, mit destilliertem Wasser gewaschen und bei 110°C unter Stickstoffdurchfluß getrocknet. Anschließend werden 10 Gramm des Feststoffes, enthaltend 0,6 Gewichtsprozent Platin, 4 Stunden lang bei 450°C unter Wasserstoffdurchfluß reduziert. Der Katalysator wird danach unter Wasserstoffeinwirkung in einen Reaktor geladen, der 300 cm3 einer wässerigen ammoniakhaltigen Lösung (pH-Wert 11) enthält, die 30 mg Zinn in Form eines Zinntributylacetats (Bu3SnOC(O)CH3) aufweist. Nach 24 Stunden Kontakt unter Wasserstoffatmosphäre wird das Reaktionsgemisch filtriert, gewaschen und bei 80°C getrocknet. Der Katalysator wird anschließend unter Wasserstoffstrom 4 Stunden lang bei 550°C reduziert.Catalyst A is produced using the methods from the prior art. The support is calcined at 500 ° C. under the influence of dry air for 5 hours and then brought into contact with an ammonia-containing solution (1 N) for 15 hours under a nitrogen bubble. The platinum is then deposited by introducing a tetramine platinum hydroxide solution. The suspension is then filtered, washed with distilled water and dried at 110 ° C. under a nitrogen flow. Then 10 grams of the solid, containing 0.6 percent by weight of platinum, are reduced for 4 hours at 450 ° C. under a hydrogen flow. The catalyst is then loaded into a reactor under the action of hydrogen, which contains 300 cm 3 of an aqueous ammonia-containing solution (pH 11) which has 30 mg of tin in the form of a tin tributyl acetate (Bu 3 SnOC (O) CH 3 ). After 24 hours of contact under a hydrogen atmosphere, the reaction mixture is filtered, washed and dried at 80 ° C. The catalyst is then reduced at 550 ° C. for 4 hours under a stream of hydrogen.
Katalysator B wird auf der Grundlage von 10 Gramm des Feststoffs mit 0,6 Gewichtsprozent Platin hergestellt und 4 Stunden lang bei 450°C unter Wasserstoffstrom reduziert. Der Katalysator wird danach unter Wasserstoffeinwirkung in einen Reaktor geladen, der 100 cm3 einer wässerigen Nitritsäurelösung (pH-Wert 1) enthält, die 30 mg Zinn in Form eines Zinntributylacetats (Bu3SnOC(O)CH3) aufweist. Nach 24 Stunden Kontakt unter Wasserstoffatmosphäre wird das Reaktionsgemisch filtriert, gewaschen und bei 80°C getrocknet. Catalyst B is made based on 10 grams of the solid with 0.6 weight percent platinum and reduced for 4 hours at 450 ° C under a stream of hydrogen. The catalyst is then loaded with hydrogen into a reactor which contains 100 cm 3 of an aqueous nitrite acid solution (pH 1) which contains 30 mg of tin in the form of a tin tributyl acetate (Bu 3 SnOC (O) CH 3 ). After 24 hours of contact under a hydrogen atmosphere, the reaction mixture is filtered, washed and dried at 80 ° C.
Der Katalysator wird anschließend unter Wasserstoffstrom 4 Stunden lang bei 550°C reduziert.The catalyst is then 4 Reduced for hours at 550 ° C.
Die Löslichkeit des Zinntributylacetats ist bei einem pH-Wert von 1 wesentlich höher als bei einem pH-Wert von 11, wodurch wässerige Lösungen mit einer höheren Zinntributylacetatkonzentration verwendbar sind. Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Katalysators B ist das Volumen der wässerigen Lösung 3 mal geringer als bei dem Katalysator A, der gemäß dem bisherigen stand der Technik hergestellt wurde. Demnach erfolgt die Zinnablagerung in geringeren Mengen wässeriger Lösung, was ein nicht zu leugnendes Vorteil für die industriemäßige Herstellung dieser Katalysatoren darstellt.The solubility of the tin tributyl acetate is at a pH of 1 much higher than at pH 11, which makes aqueous solutions with a higher Tin tributyl acetate concentration can be used. In the Preparation of the catalyst B according to the invention is that Volume of the aqueous solution 3 times less than that Catalyst A, which according to the prior art was produced. Accordingly, the tin deposit takes place in smaller amounts of aqueous solution, which is not a denying advantage for the industrial manufacture of these Represents catalysts.
Die Katalysatoren A und B werden einem
Isobutandehydrierungstest in einem isothermischen
Röhrenreaktor unterzogen. 1 g Katalysator wird 2 Stunden lang
bei 550°C unter einem Wasserstoffdurchfluß von 2 Liter pro
Stunde reduziert. Nach Einleitung des Einsatzes wird die
Temperatur auf 550°C stabilisiert. Die Analyse der Gasabgänge
erfolgt im Dauerverfahren mittels Gasphasenchromatographie.
Die Arbeitsbedingungen sind wie folgt:
Einsatz: iC4 Flüssigluft N35
Temperatur: 550°C
Druck: 0,1 MPa
H2/iC4 (Molverhältnis): 1
Massendurchfluss pro Stunde:
flüssiges iC4/Katalysatormasse: 500 h-1
Catalysts A and B are subjected to an isobutane dehydrogenation test in an isothermal tube reactor. 1 g of catalyst is reduced for 2 hours at 550 ° C. under a hydrogen flow of 2 liters per hour. After the start of use, the temperature is stabilized at 550 ° C. The analysis of the gas discharges is carried out in a continuous process using gas phase chromatography. The working conditions are as follows:
Application: iC4 liquid air N35
Temperature: 550 ° C
Pressure: 0.1 MPa
H 2 / iC 4 (molar ratio): 1
Mass flow rate per hour:
liquid iC 4 / catalyst mass: 500 h -1
Die unter diesen Bedingungen erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst:The results obtained under these conditions are in Table 1 summarized:
Die Leistungen des Katalysators B, der unter besseren Löslichkeitsbedingungen des Zinnvorläufers hergestellt wurde, sind mindestens so gut wie die des Katalysators A, der nach dem bisherigen Stand der Technik hergestellt wurde.The performance of catalyst B, the better Solubility conditions of the tin precursor was established are at least as good as that of catalyst A, which follows the previous state of the art was produced.
Es werden 5 Katalysatoren C, D, E, F und G hergestellt, die jeweils 0,6 Gewichtsprozent Platin, 0,2 Gewichtsprozent Zinn, 1 Gewichtsprozent Chlor und 1 Gewichtsprozent Kalium im Verhältnis zum Katalysatorgesamtgewicht enthalten. Der Träger ist ein γ-Aluminiumoxid mit einer Oberflächenkennzahl von 200 m2 pro Gramm.5 catalysts C, D, E, F and G are produced, each containing 0.6 weight percent platinum, 0.2 weight percent tin, 1 weight percent chlorine and 1 weight percent potassium in relation to the total catalyst weight. The carrier is a γ-aluminum oxide with a surface area index of 200 m 2 per gram.
Katalysator C wird entsprechend den Techniken aus dem bisherigen Stand der Technik hergestellt. Auf 50 g Aluminiumoxidträger gibt man 150 cm3 einer wässerigen Lösung aus Chlorwasserstoffsäure und Zinnchlorid mit 0,10 g Zinngehalt hinzu. Der Kontakt besteht 3 Stunden lang. Anschließend wird geschleudert. Der Festkörper wird anschließend mit 150 cm3 einer Lösung aus Platin(IV-)- chlorwasserstoffsäure mit 0,3 g Platingehalt in Kontakt gebracht. Der Kontakt besteht 3 Stunden lang, anschließend wird eine Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 500°C geglüht. Danach gibt man eine wässerige Lösung aus Kaliumcarbonat mit 0,5 g Kaliumgehalt hinzu, anschließend wird die Probe bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 500°C geglüht.Catalyst C is produced according to the techniques from the prior art. 150 cm 3 of an aqueous solution of hydrochloric acid and tin chloride with 0.10 g of tin content are added to 50 g of aluminum oxide support. The contact lasts for 3 hours. Then it is spun. The solid is then brought into contact with 150 cm 3 of a solution of platinum (IV -) - hydrochloric acid with 0.3 g of platinum content. The contact lasts for 3 hours, then it is dried at 120 ° C for 1 hour and annealed at 500 ° C for 2 hours. Then an aqueous solution of potassium carbonate with 0.5 g potassium content is added, the sample is then dried at 120 ° C. and annealed at 500 ° C. for 2 hours.
Der Katalysator D wird durch Imprägnierung mit Zinn vor dem Platin hergestellt. Auf 50 g Aluminiumoxidträger gibt man 100 cm3 einer wässerigen Lösung mit einem pH-Wert von 8 durch Zugabe von NH3, die 0,1 g Zinn in Form von Zinndimethyldichlorid ((CH3)2SnCl2) enthält, hinzu. Die Reaktion findet 3 Stunden lang bei Zimmertemperatur statt. Anschließend wird der Festkörper filtriert, 1 Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 500°C geglüht. 50 g dieses Festkörpers werden dann in Kontakt mit 150 cm3 einer wässerigen Lösung aus Chlorwasserstoffsäure und Platin(IV- )chlorwasserstoffsäure mit 0,3 g Platingehalt in Kontakt gebracht. Der Kontakt besteht 3 Stunden lang, anschließend wird eine Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 500°C geglüht. Danach gibt man 30 cm3 einer wässerigen Lösung aus Kaliumcarbonat mit 0,5 g Kaliumgehalt hinzu, anschließend wird die Probe bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 500°C geglüht.The catalyst D is produced by impregnation with tin before the platinum. 100 cm 3 of an aqueous solution with a pH of 8 are added to 50 g of aluminum oxide support by adding NH 3 , which contains 0.1 g of tin in the form of tin dimethyl dichloride ((CH 3 ) 2 SnCl 2 ). The reaction takes place for 3 hours at room temperature. The solid is then filtered, dried at 120 ° C. for 1 hour and annealed at 500 ° C. for 2 hours. 50 g of this solid are then brought into contact with 150 cm 3 of an aqueous solution of hydrochloric acid and platinum (IV-) hydrochloric acid with 0.3 g of platinum content. The contact lasts for 3 hours, then it is dried at 120 ° C for 1 hour and annealed at 500 ° C for 2 hours. Then 30 cm 3 of an aqueous solution of potassium carbonate with 0.5 g of potassium content are added, the sample is then dried at 120 ° C. and annealed at 500 ° C. for 2 hours.
Katalysator E wird durch gleichzeitige Imprägnierung mit Platin und Zinn hergestellt. 50 g des Aluminiumträgers werden in Kontakt mit 30 cm3 einer Lösung, die 0,1 g Zinn, das ursprünglich in Form von Me3SnCl vorhanden ist, 0,3 g Pt in Form von Platin(IV-)chlorwasserstoffsäure (H2PtCl6) und Chlorwasserstoffsäure in solcher Menge enthält, dass der pH- Wert der Lösung 1 beträgt, gebracht. Der Festkörper wird anschließend eine Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 500°C geglüht. Danach gibt man 30 cm3 einer wässerigen Lösung aus Kaliumcarbonat mit 0,5 g Kaliumgehalt hinzu, anschließend wird die Probe bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 500°C geglüht.Catalyst E is produced by simultaneous impregnation with platinum and tin. 50 g of the aluminum support are in contact with 30 cm 3 of a solution containing 0.1 g of tin, which is originally in the form of Me 3 SnCl, 0.3 g of Pt in the form of platinum (IV) hydrochloric acid (H 2 PtCl 6 ) and contains hydrochloric acid in such an amount that the pH of the solution is 1. The solid is then dried at 120 ° C. for one hour and annealed at 500 ° C. for 2 hours. Then 30 cm 3 of an aqueous solution of potassium carbonate with 0.5 g of potassium content are added, the sample is then dried at 120 ° C. and annealed at 500 ° C. for 2 hours.
Katalysator F wird auf der Grundlage von 50 Gramm Aluminiumoxid mit 0,6 Gewichtsprozent Platin hergestellt und 4 Stunden lang bei 450°C unter Wasserstoffstrom reduziert. Nach dieser Reduktionsstufe wird der Katalysator ohne Luftkontakt in einen Reaktor geladen, der 100 cm3 einer wässerigen Lösung aus Me3SnCl mit einem pH-Wert von 4 enthält, die genug Zinn aufweist, um 0,2 Gewichtsprozent Zinn auf den Träger abzulagern. Nach 24 Stunden Kontakt wird das Reaktionsgemisch filtriert, gewaschen und bei 80°C getrocknet. Der Katalysator wird anschließend eine Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 500°C geglüht. Danach wird Kalium durch den Kontakt von 50 g dieses Katalysators mit 30 cm3 einer wässerigen Lösung aus Kaliumcarbonat mit 0,5 g Kaliumgehalt eingeführt, anschließend wird die Probe bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 500°C geglüht.Catalyst F is produced on the basis of 50 grams of aluminum oxide with 0.6 percent by weight of platinum and reduced for 4 hours at 450 ° C. under a stream of hydrogen. After this reduction stage, the catalyst is loaded without air contact into a reactor containing 100 cm 3 of an aqueous solution of Me 3 SnCl with a pH of 4, which has enough tin to deposit 0.2 percent by weight of tin on the support. After 24 hours of contact, the reaction mixture is filtered, washed and dried at 80 ° C. The catalyst is then dried at 120 ° C for one hour and annealed at 500 ° C for 2 hours. Potassium is then introduced by contacting 50 g of this catalyst with 30 cm 3 of an aqueous solution of potassium carbonate with 0.5 g of potassium content, then the sample is dried at 120 ° C. and annealed at 500 ° C. for 2 hours.
Katalysator G wird durch Trockenimprägnierung des Zinns und Überschussimprägnierung des Platins hergestellt. 50 g des Aluminiumoxidträgers wird in Kontakt mit 30 cm3 einer wässerigen Lösung von Zinntrimethylchlorid ((CH3)3SnCl) mit einem pH-Wert von 4, die 0,1 g Zinn enthält, in Kontakt gebracht. Der Kontakt besteht 3 Stunden lang, anschließend wird der Festkörper 1 Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 500°C geglüht. Der Festkörper wird dann in Kontakt mit 150 cm3 einer wässerigen Lösung aus Platin(IV-)- chlorwasserstoffsäure mit 0,3 g Platingehalt in Kontakt gebracht. Der Kontakt besteht 3 Stunden lang, anschließend wird eine Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 500°C geglüht. Danach gibt man 30 cm3 einer wässerigen Lösung aus Kaliumcarbonat mit 0,5 g Kaliumgehalt hinzu, anschließend wird die Probe bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 500°C geglüht.Catalyst G is produced by dry impregnation of the tin and excess impregnation of the platinum. 50 g of the alumina carrier is brought into contact with 30 cm 3 of an aqueous solution of tin trimethyl chloride ((CH 3 ) 3 SnCl) with a pH of 4, which contains 0.1 g of tin. The contact lasts for 3 hours, then the solid is dried at 120 ° C. for 1 hour and annealed at 500 ° C. for 2 hours. The solid is then brought into contact with 150 cm 3 of an aqueous solution of platinum (IV -) - hydrochloric acid with 0.3 g of platinum content. The contact lasts for 3 hours, then it is dried at 120 ° C for 1 hour and annealed at 500 ° C for 2 hours. Then 30 cm 3 of an aqueous solution of potassium carbonate with 0.5 g of potassium content are added, the sample is then dried at 120 ° C. and annealed at 500 ° C. for 2 hours.
Die Katalysatoren C, D, E, F und G werden einem Isobutandehydrierungstest in einem isothermischen Röhrenreaktor unterzogen. 1 g Katalysator wird 2 Stunden lang bei 550°C unter einem Wasserstoffdurchfluß von 2 Liter pro Stunde reduziert. Nach Einleitung des Einsatzes wird die Temperatur auf 550°C stabilisiert. Die Analyse der Gasabgänge erfolgt im Dauerverfahren mittels Gasphasenchromatographie.The catalysts C, D, E, F and G become one Isobutane dehydrogenation test in an isothermal Tube reactor subjected. 1 g of catalyst is left for 2 hours at 550 ° C under a hydrogen flow of 2 liters per Hour reduced. After initiation of the operation, the Temperature stabilized at 550 ° C. Analysis of gas exits is carried out in a continuous process using gas phase chromatography.
Die Arbeitsbedingungen sind wie folgt:
Einsatz: iC4 Flüssigluft N35
Temperatur: 550°C
Druck: 0,1 MPa
H2/iC4 (Molverhältnis): 1
Massendurchfluss pro Stunde:
flüssiges iC4/Katalysatormasse: 725 h-1
The working conditions are as follows:
Application: iC4 liquid air N35
Temperature: 550 ° C
Pressure: 0.1 MPa
H 2 / iC 4 (molar ratio): 1
Mass flow rate per hour:
liquid iC 4 / catalyst mass: 725 h -1
Die unter diesen Bedingungen erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefasst:The results obtained under these conditions are in Table 2 summarized:
Diese Ergebnisse zeigen, dass die Katalysatoren D, E, F und G, die erfindungsgemäß, d. h. auf der Grundlage eines organometallischen Vorläufers des Elements M in wässeriger Lösung, hergestellt wurden, katalytische Leistungen aufweisen, die mindestens so gut und sogar etwas besser sind als die des Katalysators C, der nach dem bisherigen Stand der Technik hergestellt wurde.These results show that catalysts D, E, F and G, the invention, d. H. based on a organometallic precursor of element M in aqueous Solution that have been prepared have catalytic performances, that are at least as good and even slightly better than that of the Catalyst C, according to the prior art was produced.
Es werden drei Katalysatoren H, I und J hergestellt, die 0,4 Gewichtsprozent Platin, 0,3 Gewichtsprozent Zinn, 0,1 Gewichtsprozent Indium und 0,6 Gewichtsprozent Lithium enthalten. Der Träger ist ein γ-Aluminiumoxid mit einer Oberflächenkennzahl von 200 m2 pro Gramm. Three catalysts H, I and J are produced which contain 0.4% by weight of platinum, 0.3% by weight of tin, 0.1% by weight of indium and 0.6% by weight of lithium. The carrier is a γ-aluminum oxide with a surface area index of 200 m 2 per gram.
Katalysator H wird nach dem bisherigen Stand der Technik hergestellt. Auf 50 g Aluminiumoxidträger gibt man 30 cm3 einer wässerigen Lösung aus Lithiumacetat mit 0,3 g Lithiumgehalt hinzu. Der Kontakt besteht 3 Stunden lang. Anschließend wird der Festkörper eine Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 350°C geglüht. Der Festkörper wird mit 200 cm3 einer wässerigen Lösung aus Indiumnitrat mit 0,05 g Indiumgehalt in Kontakt gebracht. Der Kontakt besteht 3 Stunden lang, anschließend wird der Festkörper eine Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 530°C geglüht. Danach erfolgt ein Kontakt zwischen dem Festkörper und 30 cm3 einer n-Heptan-Lösung mit 0,15 g Zinn in Form von Zinntetrabutyl. Der Kontakt besteht 3 Stunden lang, anschließend wird der Festkörper eine Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 530°C geglüht. Danach wird Platin durch Zugabe von 200 cm3 einer Toluollösung, die 0,2 g Platin in Form von Platinacetylacetonat enthält, eingeleitet. Der Kontakt besteht 24 Stunden lang, anschließend wird die Probe 1 Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 530°C geglüht.Catalyst H is produced according to the prior art. 30 cm 3 of an aqueous solution of lithium acetate with 0.3 g of lithium content are added to 50 g of aluminum oxide support. The contact lasts for 3 hours. The solid is then dried at 120 ° C. for one hour and annealed at 350 ° C. for 2 hours. The solid is brought into contact with 200 cm 3 of an aqueous solution of indium nitrate with 0.05 g indium content. The contact lasts for 3 hours, then the solid is dried at 120 ° C. for one hour and annealed at 530 ° C. for 2 hours. This is followed by contact between the solid and 30 cm 3 of an n-heptane solution with 0.15 g of tin in the form of tin tetrabutyl. The contact lasts for 3 hours, then the solid is dried at 120 ° C. for one hour and annealed at 530 ° C. for 2 hours. Platinum is then introduced by adding 200 cm 3 of a toluene solution which contains 0.2 g of platinum in the form of platinum acetylacetonate. The contact is made for 24 hours, then the sample is dried at 120 ° C for 1 hour and annealed at 530 ° C for 2 hours.
Katalysator I wird durch die Tropfengeliermethode ("Oil-Drop") hergestellt. Es werden 0,88 g Zinnacetattributyl (C4H9)- 3SnOCOCH3) in 282 g einer wässerigen Nitritsäurelösung zu 1,1 Gewichtsprozent eingeleitet, danach mengt man 100 g Böhmitpulver unter Rühren bei. Die Suspension wird anschließend abtropfen lassen, indem sie durch kalibrierte Röhren mit 1 mm Innendurchmesser durchfließt, und zum Gelieren gebracht, indem sie durch eine ammoniakhaltige Lösung zu 3 Gewichtsprozent durchgeführt wird. Die so gebildeten Trägerkugeln werden 2 Stunden lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 600°C geglüht. Danach erfolgt ein Kontakt zwischen 50 g dieses Festkörpers und 30 cm3 einer wässerigen Lithiumacetatlösung mit 0,3 g Lithiumgehalt. Der Kontakt besteht 3 Stunden lang, anschließend wird der Festkörper eine Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 350°C geglüht. Dann bringt man den Festkörper mit 200 cm3 einer wässerigen Indiumnitratlösung mit 0,005 g Indiumgehalt in Kontakt. Der Kontakt besteht 3 Stunden lang, danach wird der Festkörper 1 Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 530°C geglüht. Anschließend erfolgt die Platineinleitung durch Zugabe von 200 cm3 einer Toluollösung, die 0,2 g Platin in Form von Platinacetylacetonat enthält. Der Kontakt besteht 24 Stunden lang, anschließend wird die Probe 1 Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 530°C geglüht.Catalyst I is produced by the drop gelation method ("oil drop"). 0.88 g of tin acetate tributyl (C 4 H 9 ) - 3 SnOCOCH 3 ) in 282 g of an aqueous nitrite acid solution are introduced at 1.1 percent by weight, then 100 g of boehmite powder are added with stirring. The suspension is then drained by flowing through calibrated tubes with an internal diameter of 1 mm and made to gel by passing it through an ammonia-containing solution at 3% by weight. The carrier balls thus formed are dried at 120 ° C. for 2 hours and annealed at 600 ° C. for 2 hours. Then there is contact between 50 g of this solid and 30 cm 3 of an aqueous lithium acetate solution with 0.3 g of lithium content. The contact lasts for 3 hours, then the solid is dried at 120 ° C. for one hour and annealed at 350 ° C. for 2 hours. Then the solid is brought into contact with 200 cm 3 of an aqueous indium nitrate solution with 0.005 g indium content. The contact lasts for 3 hours, after which the solid is dried at 120 ° C. for 1 hour and annealed at 530 ° C. for 2 hours. The platinum is then introduced by adding 200 cm 3 of a toluene solution which contains 0.2 g of platinum in the form of platinum acetylacetonate. The contact is made for 24 hours, then the sample is dried at 120 ° C for 1 hour and annealed at 530 ° C for 2 hours.
Katalysator J wird nach der Sol-Gel-Methode hergestellt. Der Träger wird durch Hydrolyse einer Aluminiumisopropylatlösung Al(OiPr)3 im Isopropanol durch eine wässerige Zinntrimethylchloridlösung ((CH3)3SnCl) mit einem pH-Wert von 4 mit anschließender Wärmebehandlung bei 450°C hergestellt. Dann erfolgt die Lithiumeinleitung durch den Kontakt zwischen 50 g dieses Trägers mit 30 cm3 einer wässerigen Lithiumacetatlösung mit 0,3 g Lithiumgehalt. Der Kontakt besteht 3 Stunden lang. Anschließend wird der Festkörper eine Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 350°C geglüht. Der Festkörper wird dann mit 200 cm3 einer wässerigen Lösung aus Indiumnitrat mit 0,05 g Indiumgehalt in Kontakt gebracht. Der Kontakt besteht 3 Stunden lang, anschließend wird der Festkörper eine Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 530°C geglüht. Danach wird Platin durch Zugabe von 200 cm3 einer Toluollösung, die 0,2 g Platin in Form von Platinacetylacetonat enthält, eingeleitet. Der Kontakt besteht 24 Stunden lang, anschließend wird die Probe 1 Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 530°C geglüht.Catalyst J is produced using the sol-gel method. The support is produced by hydrolysis of an aluminum isopropylate solution Al (OiPr) 3 in isopropanol by means of an aqueous tin trimethyl chloride solution ((CH 3 ) 3 SnCl) with a pH value of 4 and subsequent heat treatment at 450 ° C. Then lithium is introduced through the contact between 50 g of this support with 30 cm 3 of an aqueous lithium acetate solution with 0.3 g of lithium content. The contact lasts for 3 hours. The solid is then dried at 120 ° C. for one hour and annealed at 350 ° C. for 2 hours. The solid is then brought into contact with 200 cm 3 of an aqueous solution of indium nitrate with 0.05 g indium content. The contact lasts for 3 hours, then the solid is dried at 120 ° C. for one hour and annealed at 530 ° C. for 2 hours. Platinum is then introduced by adding 200 cm 3 of a toluene solution which contains 0.2 g of platinum in the form of platinum acetylacetonate. The contact is made for 24 hours, then the sample is dried at 120 ° C for 1 hour and annealed at 530 ° C for 2 hours.
Die Katalysatoren H, I und J werden einem n-
Dodecandehydrierungstest in einem isothermischen Röhrenreaktor
unterzogen. 2 g Katalysator werden 2 Stunden lang bei 450°C
unter einem Wasserstoffdurchfluss von 4 Liter pro Stunde
reduziert. Die Arbeitsbedingungen sind wie folgt:
Einsatz: n-Dodecan
Temperatur: 450°C oder 470°C
Druck 0,2 MPa
H2/nC12 (Molverhältnis) 5
Massendurchfluss pro Stunde:
flüssiges nC12/Katalysatormasse 80 h-1 Catalysts H, I and J are subjected to an n-dodecane dehydrogenation test in an isothermal tube reactor. 2 g of catalyst are reduced for 2 hours at 450 ° C. under a hydrogen flow of 4 liters per hour. The working conditions are as follows:
Use: n-dodecane
Temperature: 450 ° C or 470 ° C
Pressure 0.2 MPa
H 2 / nC 12 (molar ratio) 5
Mass flow rate per hour: liquid nC 12 / catalyst mass 80 h -1
Die unter diesen Bedingungen erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengefasst. Die nC12-Umwandlungs- und Ausbeutewerte werden als Gewichtsprozent des Einsatzes angegeben. The results obtained under these conditions are summarized in Table 3. The nC 12 conversion and yield values are given as weight percent of the use.
Die Katalysatoren I und J, die erfindungsgemäß im wässerigen Milieu auf der Grundlage der organometallischen Sn-Vorläufer hergestellt wurden, zeigen Olefinausbeuten, die mindestens gleich mit denen des Katalysators H sind, der nach dem bisherigen Stand der Technik hergestellt wurde.The catalysts I and J, according to the invention in aqueous Environment based on the organometallic Sn precursors were produced, show olefin yields that are at least are equal to those of the catalyst H, which after the prior art was produced.
Es werden vier Katalysatoren K, L, M und N hergestellt, die 0,4 Gewichtsprozent Palladium und 0,4 Gewichtsprozent Zinn enthalten. Der Träger ist ein Aluminiumoxid mit einer Oberflächenkennzahl von 70 m2 pro Gramm.Four catalysts K, L, M and N are produced which contain 0.4 percent by weight of palladium and 0.4 percent by weight of tin. The carrier is an aluminum oxide with a surface area index of 70 m 2 per gram.
Katalysator K wird nach den Methoden aus dem bisherigen Stand der Technik hergestellt. Auf 50 Gramm Aluminiumoxidträger gibt man 40 cm3 einer wässerigen Palladiumnitratlösung. Der Katalysator wird bei 110°C getrocknet, bei 450°C unter Lufteinwirkung geglüht und bei 450°C unter Wasserstoffstrom reduziert. Der Katalysator wird danach ohne Luftkontakt in einen Reaktor geladen, der Toluol enthält. Man leitet anschließend bei 20°C die erforderliche Zinntetrabutylmenge ein, um 0,4 Gewichtsprozent Zinn auf den Träger abzulagern. Nach 24 Stunden unter diesen Bedingungen wird der Katalysator filtriert, gewaschen, getrocknet und bei 450°C reduziert.Catalyst K is produced using the methods from the prior art. 40 cm 3 of an aqueous palladium nitrate solution are added to 50 grams of aluminum oxide support. The catalyst is dried at 110 ° C, annealed at 450 ° C under the influence of air and reduced at 450 ° C under a stream of hydrogen. The catalyst is then loaded into a reactor containing toluene without air contact. The amount of tin tetrabutyl required is then introduced at 20 ° C. in order to deposit 0.4 percent by weight of tin on the support. After 24 hours under these conditions, the catalyst is filtered, washed, dried and reduced at 450 ° C.
Katalysator L wird nach den Methoden aus dem bisherigen Stand der Technik hergestellt. Die Palladiumablagerung erfolgt zunächst über den Kontakt zwischen dem Aluminiumoxidträger und einer Palladiumnitratlösung. Der Katalysator wird anschließend bei 110°C getrocknet, bei 450°C unter Lufteinwirkung geglüht und bei 450°C unter Wasserstoffstrom reduziert. 10 g dieses Katalysators werden ohne Luftkontakt in einen Reaktor geladen, der 400 cm3 einer ammoniakhaltigen Lösung (pH-Wert 10,5) enthält, die 40 mg Zinn in Form von Zinntributylacetat (Bu3SnOC(O)CH3) enthält. Der Druck wird auf 4 MPa und die Temperatur auf 100°C erhöht. Nach 1 Stunde unter diesen Bedingungen wird das Reaktionsgemisch filtriert, gewaschen, getrocknet und bei 450°C reduziert.Catalyst L is produced using the methods from the prior art. The palladium is initially deposited via the contact between the aluminum oxide support and a palladium nitrate solution. The catalyst is then dried at 110 ° C, annealed at 450 ° C under the influence of air and reduced at 450 ° C under a stream of hydrogen. 10 g of this catalyst are loaded into a reactor without air contact, which contains 400 cm 3 of an ammonia-containing solution (pH 10.5) which contains 40 mg of tin in the form of tin tributyl acetate (Bu 3 SnOC (O) CH 3 ). The pressure is increased to 4 MPa and the temperature to 100 ° C. After 1 hour under these conditions, the reaction mixture is filtered, washed, dried and reduced at 450 ° C.
Der Katalysator M wird mittels 10 g des Festkörpers mit 0,4 Gewichtsprozent Palladium hergestellt und der bei 450°C 4 Stunden lang unter Wasserstoffstrom reduziert. Dieser Katalysator wird ohne Luftkontakt in einen Reaktor geladen, der 150 cm3 einer Nitritsäurelösung (pH-Wert = 1) enthält, die 40 mg Zinn in Form von Zinntributylacetat (Bu3SnOC(O)CH3) enthält. Der Druck wird auf 4 MPa und die Temperatur auf 100°C erhöht. Nach 1 Stunde unter diesen Bedingungen wird das Reaktionsgemisch filtriert, gewaschen, getrocknet und bei 450°C reduziert.The catalyst M is produced using 10 g of the solid with 0.4 percent by weight of palladium and is reduced at 450 ° C. for 4 hours under a stream of hydrogen. This catalyst is loaded without air contact into a reactor which contains 150 cm 3 of a nitrite acid solution (pH = 1) which contains 40 mg of tin in the form of tin tributyl acetate (Bu 3 SnOC (O) CH 3 ). The pressure is increased to 4 MPa and the temperature to 100 ° C. After 1 hour under these conditions, the reaction mixture is filtered, washed, dried and reduced at 450 ° C.
Bei Katalysator N werden 50 g des Aluminiumoxidträgers mit 40 cm3 einer wässerigen Palladiumnitratlösung in Kontakt gebracht. Der Katalysator wird anschließend bei 110°C getrocknet, bei 450°C unter Lufteinwirkung geglüht und bei 450°C unter Wasserstoffstrom reduziert. Nach dieser Reduktionsstufe werden 50 g dieses Katalysators mit 0,4 Gewichtsprozent Palladium ohne Luftkontakt in einen Reaktor geladen, der 150 cm3 einer wässerigen Lösung von Me3SnCl(pH- Wert = 4) enthält, die die erforderliche Zinnmenge aufweist, um 0,4 Gewichtsprozent Zinn auf den Träger abzulagern. Nach einem 24-stündigem Kontakt wird der Katalysator filtriert, gewaschen und bei 80°C getrocknet.In the case of catalyst N, 50 g of the aluminum oxide support are brought into contact with 40 cm 3 of an aqueous palladium nitrate solution. The catalyst is then dried at 110 ° C, annealed at 450 ° C under the influence of air and reduced at 450 ° C under a stream of hydrogen. After this reduction stage, 50 g of this catalyst with 0.4% by weight of palladium without air contact are loaded into a reactor which contains 150 cm 3 of an aqueous solution of Me 3 SnCl (pH = 4) which has the required amount of tin in order to To deposit 4 percent by weight of tin on the carrier. After 24 hours of contact, the catalyst is filtered, washed and dried at 80 ° C.
Die Katalysatoren werden anschließend in einem Reaktor unter
sorgfältigem Rühren und folgenden Arbeitsbedingungen bei der
Isoprenhydrierungsreaktion getestet:
Einsatz: n-Heptan + Isopren
Temperatur: 65°C
Druck: 1 MPaThe catalysts are then tested in a reactor with careful stirring and under the following working conditions in the isoprene hydrogenation reaction:
Use: n-heptane + isoprene
Temperature: 65 ° C
Pressure: 1 MPa
Die unter diesen Bedingungen erzielten Ergebnisse sind folgender Tabelle zu entnehmen. Die Ausbeuten werden als Molarprozentsatz nach einer Arbeitsstunde angegeben. The results obtained under these conditions are the following table. The yields are as Molar percentage given after one working hour.
Die Löslichkeit des Zinntributylacetats ist bei einem pH-Wert von 1 wesentlich höher als bei einem pH-Wert von 11, wodurch man wässerige Lösungen mit höheren Zinntributylacetatkonzentrationen einsetzen kann. Die Herstellung des erfindungsgemäßen Katalysators M sieht die Verwendung eines Volumens der wässerigen Lösung vor, das 2,5 mal geringer als das Volumen des Katalysators L ist, der nach dem bisherigen Stand der Technik zubereitet wurde. Demnach erfolgt die Zinnablagerung in geringeren Mengen der wässerigen Lösung, was ein nicht zu leugnender Vorteil bei der industriemäßigen Herstellung dieser Katalysatoren darstellt.The solubility of the tin tributyl acetate is at a pH of 1 much higher than at pH 11, which makes to get aqueous solutions with higher ones Tin tributyl acetate concentrations can use. The Production of the catalyst M according to the invention is shown in FIG Use a volume of the aqueous solution that is 2.5 times less than the volume of the catalyst L, the after the previous state of the art was prepared. Therefore the tin is deposited in smaller amounts of the aqueous Solution, which is an undeniable advantage in the represents industrial production of these catalysts.
Die Katalysatoren M und N, die erfindungsgemäß, d. h. auf der Grundlage eines organometallischen Vorläufers im wässerigen Milieu hergestellt wurden, weisen Leistungen auf, die ähnlich gut sind wie die der nach dem bisherigen Stand der Technik hergestellten Katalysatoren K und L und sogar leicht besser, wobei der Vorteil ist, dass sie im wässerigen Milieu bei besserer Löslichkeit der Zinnvorläufer als in den Verfahren nach dem bisherigen Stand der Technik hergestellt werden.The catalysts M and N, according to the invention, i. H. on the Foundation of an organometallic precursor in water Milieu produced have performances that are similar are as good as those of the prior art manufactured catalysts K and L and even slightly better, the advantage being that they are in an aqueous environment better solubility of the tin precursors than in the processes be manufactured according to the prior art.
Es werden 9 Katalysatoren P, Q, R, S, T, U, V, W und X hergestellt, die 0,4 Gewichtsprozent Platin, 0,25 Gewichtsprozent Zinn und 1, 2 Gewichtsprozent Chlor enthalten. Der Träger ist ein γ-Aluminiumoxid mit einer Oberflächenkennzahl von 200 m2 pro Gramm.9 catalysts P, Q, R, S, T, U, V, W and X are produced, which contain 0.4 weight percent platinum, 0.25 weight percent tin and 1.2 weight percent chlorine. The carrier is a γ-aluminum oxide with a surface area index of 200 m 2 per gram.
Katalysator P wird anch den Verfahren aus dem bisherigen Stand der Technik hergestellt. Der Träger ist ein γ-Aluminiumoxid mit einer Oberflächenkennzahl von 210 m2 pro Gramm. Auf 50 g des Aluminiumoxidträgers gibt man 150 cm3 einer wässerigen Lösung aus Chlorwasserstoffsäure und Zinnchlorid mit 0,125 g Zinngehalt. Nach einem 3-stündigen Kontakt wird geschleudert. Der Festkörper wird dann in Kontakt mit 150 cm3 einer wässerigen Platin(IV-)chlorwasserstoffsäurelösung mit 0,2 g Platingehalt gebracht. Der Kontakt besteht 3 Stunden, danach wird die Probe 1 Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 500°C geglüht.Catalyst P is produced using the processes from the prior art. The carrier is a γ-aluminum oxide with a surface area index of 210 m 2 per gram. 150 cm 3 of an aqueous solution of hydrochloric acid and tin chloride with 0.125 g of tin content are added to 50 g of the aluminum oxide support. After a 3-hour contact, it is spun. The solid is then brought into contact with 150 cm 3 of an aqueous solution of platinum (IV) hydrochloric acid with 0.2 g of platinum. The contact is 3 hours, then the sample is dried at 120 ° C for 1 hour and annealed at 500 ° C for 2 hours.
Katalysator Q wird anch den Verfahren aus dem bisherigen Stand der Technik hergestellt. 10 g des Aluminiumoxidträgers wird mit 250 cm3 einer wässerigen ammoniakhaltigen Lösung (pH-Wert 11), die 0,025 g Zinn in Form von Zinntributylacetat (Bu3SnOC(O)CH3) enthält, in Kontakt gebracht. Nach einer 3- stündigen Reaktion bei Raumtemperatur wird der Festkörper filtriert, 1 Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 500°C geglüht. 10 g dieses Festkörpers werden dann mit 100 cm3 einer wässerigen Lösung aus Chlorwasserstoffsäure und Platin(IV-)chlorwasserstoffsäure mit 0,04 g Platingehalt in Kontakt gebracht. Der Kontakt besteht 3 Stunden, danach wird die Probe 1 Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 500°C geglüht.Catalyst Q is produced using the processes from the prior art. 10 g of the aluminum oxide support is brought into contact with 250 cm 3 of an aqueous ammonia-containing solution (pH 11), which contains 0.025 g of tin in the form of tin tributyl acetate (Bu 3 SnOC (O) CH 3 ). After a 3-hour reaction at room temperature, the solid is filtered, dried at 120 ° C for 1 hour and annealed at 500 ° C for 2 hours. 10 g of this solid are then brought into contact with 100 cm 3 of an aqueous solution of hydrochloric acid and platinum (IV-) hydrochloric acid with 0.04 g of platinum content. The contact is 3 hours, then the sample is dried at 120 ° C for 1 hour and annealed at 500 ° C for 2 hours.
10 g des Aluminiumoxidträgers wird mit 100 cm3 einer wässerigen ammoniakhaltigen Lösung (pH-Wert 1), die 0,025 g Zinn in Form von Zinntributylacetat (Bu3SnOC(O)CH3) enthält, in Kontakt gebracht. Nach einer 3-stündigen Reaktion bei Raumtemperatur wird der Festkörper filtriert, 1 Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 500°C geglüht. 10 g dieses Festkörpers werden dann mit 100 cm3 einer wässerigen Lösung aus Chlorwasserstoffsäure und Platin(IV- )chlorwasserstoffsäure mit 0,04 g Platingehalt in Kontakt gebracht. Der Kontakt besteht 3 Stunden, danach wird die Probe 1 Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 500°C geglüht.10 g of the aluminum oxide support are brought into contact with 100 cm 3 of an aqueous ammonia-containing solution (pH 1), which contains 0.025 g of tin in the form of tin tributyl acetate (Bu 3 SnOC (O) CH 3 ). After a 3-hour reaction at room temperature, the solid is filtered, dried at 120 ° C. for 1 hour and annealed at 500 ° C. for 2 hours. 10 g of this solid are then brought into contact with 100 cm 3 of an aqueous solution of hydrochloric acid and platinum (IV-) hydrochloric acid with 0.04 g of platinum content. The contact is 3 hours, then the sample is dried at 120 ° C for 1 hour and annealed at 500 ° C for 2 hours.
Der Katalysator S wird durch den Kontakt zwischen 50 g des Aluminiumoxidträgers mit 150 cm3 einer wässerigen Lösung mit einem pH-Wert von 8 durch Zugabe von NH3, die 0,125 g Zinn in Form von Zinndimethyldichlorid ((CH3)2SnCl2) enthält, hergestellt. Die Reaktion findet 3 Stunden lang bei Zimmertemperatur statt. Anschließend wird der Festkörper filtriert, 1 Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 500°C geglüht. 50 g dieses Festkörpers werden dann mit 150 cm3 einer wässerigen Lösung aus Chlorwasserstoffsäure und Platin(IV-)chlorwasserstoffsäure mit 0,2 g Platingehalt in Kontakt gebracht. Der Kontakt besteht 3 Stunden lang, anschließend wird eine Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 500°C geglüht.The catalyst S is the contact between 50 g of the alumina support with 150 cm 3 of an aqueous solution with a pH of 8 by adding NH 3 , which contains 0.125 g of tin in the form of tin dimethyl dichloride ((CH 3 ) 2 SnCl 2 ) , manufactured. The reaction takes place for 3 hours at room temperature. The solid is then filtered, dried at 120 ° C. for 1 hour and annealed at 500 ° C. for 2 hours. 50 g of this solid are then brought into contact with 150 cm 3 of an aqueous solution of hydrochloric acid and platinum (IV-) hydrochloric acid with 0.2 g of platinum content. The contact lasts for 3 hours, then it is dried at 120 ° C for 1 hour and annealed at 500 ° C for 2 hours.
Katalysator T wird durch den Kontakt zwischen 50 g des Aluminiumträgers mit 30 cm3 einer Chlorwasserstoffsäurelösung (pH-Wert = 1) hergestellt, die 0,125 g Zinn, das ursprünglich in Form von Me3SnCl vorhanden ist, und 0,2 g Pt in Form von Platin(IV-)chlorwasserstoffsäure (H2PtCl6) enthält. Der Festkörper wird anschließend eine Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 500°C geglüht.Catalyst T is produced by contact between 50 g of the aluminum support and 30 cm 3 of a hydrochloric acid solution (pH = 1), the 0.125 g of tin, which is originally in the form of Me 3 SnCl, and 0.2 g of Pt in the form of platinum (IV-) hydrochloric acid (H 2 PtCl 6 ) contains. The solid is then dried at 120 ° C. for one hour and annealed at 500 ° C. for 2 hours.
Katalysator U wird durch die Tropfengeliermethode hergestellt, indem man 0,56 g Zinntributylacetat Bu3SnOC(O)CH3 in 282 g einer wässerigen Nitritsäurelösung zu 1,1 Gewichtsprozent einleitet; danach mengt man 100 g Böhmitpulver unter Rühren bei. Die Suspension wird anschließend abtropfen gelassen, indem sie durch kalibrierte Röhren mit 1 mm Innendurchmesser durchfließt, und zum Gelieren gebracht, indem sie durch eine ammoniakhaltige Lösung zu 3 Gewichtsprozent durchgeführt wird. Die so gebildeten Trägerkugeln werden 2 Stunden lang bei 120° C getrocknet und 2 Stunden lang bei 600°C geglüht. Danach erfolgt ein Kontakt zwischen 50 g dieses Festkörpers und 150 cm3 einer wässerigen Platin(IV-)chlorwasserstoffsäurelösung mit 0,2 g Platingehalt. Der Kontakt besteht 3 Stunden lang, anschließend wird die Probe 1 Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 500°C geglüht. Catalyst U is prepared by the drop gelation method by introducing 0.56 g of tin tributyl acetate Bu 3 SnOC (O) CH 3 into 282 g of an aqueous nitrite acid solution at 1.1 percent by weight; then 100 g of boehmite powder are added while stirring. The suspension is then drained by flowing through calibrated tubes with an internal diameter of 1 mm and made to gel by passing it through an ammonia-containing solution at 3% by weight. The carrier balls thus formed are dried at 120 ° C. for 2 hours and annealed at 600 ° C. for 2 hours. This is followed by contact between 50 g of this solid and 150 cm 3 of an aqueous platinum (IV) hydrochloric acid solution with 0.2 g of platinum content. The contact lasts for 3 hours, then the sample is dried at 120 ° C for 1 hour and annealed at 500 ° C for 2 hours.
Der Katalysator V wird mittels 50 g des Festkörpers mit 0,4 Gewichtsprozent Platingehalt hergestellt, der 4 Stunden lang unter Wasserstoffstrom bei 450°C reduziert wurde. Platin wurde auf den Aluminiumoxidträger durch Kontakt mit 150 cm3 einer wässerigen Platin(IV-)chlorwasserstoffsäurelösung mit 0,2 g Platingehalt aufgetragen. Anschließend wird der Festkörper 1 Stunde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 450°C geglüht. Der Katalysator wird anschließend ohne Luftkontakt in einen Reaktor geladen, der 200 cm3 einer wässerigen Zinntrimethylchloridlösung (CH3)3SnCl mit einem pH- Wert von 1 enthält, die ausreichend viel Zinn enthält, um 0,2 Gewichtsprozent Zinn auf den Träger abzulagern. Nach 24- stündigem Kontakt wird das Reaktionsgemisch filtriert, gewaschen, bei 80°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 500°C reduziert.The catalyst V is produced using 50 g of the solid with 0.4% by weight platinum content, which was reduced at 450 ° C. for 4 hours under a stream of hydrogen. Platinum was applied to the alumina support by contact with 150 cm 3 of an aqueous platinum (IV) hydrochloric acid solution containing 0.2 g of platinum. The solid is then dried at 120 ° C. for 1 hour and annealed at 450 ° C. for 2 hours. The catalyst is then loaded, without air contact, into a reactor containing 200 cm 3 of an aqueous tin trimethyl chloride (CH 3 ) 3 SnCl with a pH of 1, which contains enough tin to deposit 0.2 percent by weight of tin on the support. After contact for 24 hours, the reaction mixture is filtered, washed, dried at 80 ° C. and reduced at 500 ° C. for 2 hours.
Auf 50 g Aluminiumoxidträger fügt man 30 cm3 einer wässerigen Zinntrimethylchloridlösung (CH3)3SNCl mit einem pH-Wert von 4 und einem Zinngehalt von 0,125 g hinzu. Der Kontakt besteht 3 Stunden lang, anschließend wird der Festkörper 1 Stünde lang bei 120°C getrocknet und 2 Stunden lang bei 500°C geglüht. Die Platinablagerung erfolgt in Höhe von 0,4 Gewichtsprozent Platin im Verhältnis zum geglühten Träger durch Überschussimprägnierung mittels einer Platin(IV-) chlorwasserstoffsäurelösung. Nachdem er 12 Stunden lang bei 450°C geglüht wurde, wird der Katalysator 4 Stunden lang bei 500°C unter Wasserstoffstrom reduziert. 30 cm 3 of an aqueous tin trimethyl chloride solution (CH 3 ) 3 SNCl with a pH of 4 and a tin content of 0.125 g are added to 50 g of aluminum oxide support. The contact lasts for 3 hours, then the solid is dried at 120 ° C. for 1 hour and annealed at 500 ° C. for 2 hours. The platinum is deposited in the amount of 0.4% by weight of platinum in relation to the annealed support by excess impregnation using a platinum (IV) hydrochloric acid solution. After annealing at 450 ° C for 12 hours, the catalyst is reduced at 500 ° C for 4 hours under a stream of hydrogen.
Katalysator X wird entsprechend dem Sol-Gel-Ergebnis zubereitet. Der Träger wird durch Hydrolyse einer Aluminiumisopropylatlösung Al(OiPr)3 im Isopropanol mittels einer wässerigen Zinntrimethylchloridlösung (CH3)3SNCl mit einem pH-Wert von 4 und anschließender Wärmebehandlung bei 450°C hergestellt. Die Platinablagerung erfolgt in Höhe von 0,4 Gewichtsprozent Platin im Verhältnis zum geglühten Träger durch Überschussimprägnierung mittels einer Platin(IV- )chlorwasserstoffsäurelösung. Nachdem er 12 Stunden lang bei 450°C geglüht wurde, wird der Katalysator 4 Stunden lang bei 500°C unter Wasserstoffstrom reduziert.Catalyst X is prepared according to the sol-gel result. The carrier is produced by hydrolysis of an aluminum isopropylate solution Al (OiPr) 3 in isopropanol using an aqueous tin trimethyl chloride solution (CH 3 ) 3 SNCl with a pH of 4 and subsequent heat treatment at 450 ° C. The platinum is deposited in the amount of 0.4% by weight of platinum in relation to the annealed support by excess impregnation using a platinum (IV) hydrochloric acid solution. After annealing at 450 ° C for 12 hours, the catalyst is reduced at 500 ° C for 4 hours under a stream of hydrogen.
Die Proben der Katalysatoren, deren Herstellung oben
beschrieben wurde, werden bei der Umwandlung eines Einsatzes
mit folgenden Charakteristiken getestet:
Volumenbezogene Masse bei 20°C: 0,753 kg/dm3
Researchoctanzahl: ≈ 60
Paraffingehalt: 49,4 Volumenprozent
Naphtengehalt: 35,1 Volumenprozent
Aromastoffgehalt: 15,5 VolumenprozentThe samples of the catalysts, the preparation of which was described above, are tested when converting an insert with the following characteristics:
Volume-related mass at 20 ° C: 0.753 kg / dm 3
Research octane number: ≈ 60
Paraffin content: 49.4 percent by volume
Naphthane content: 35.1 volume percent
Flavor content: 15.5 percent by volume
Die Umwandlung erfolgt in Gegenwart von Wasserstoff unter
folgenden Arbeitsbedingungen:
Temperatur: 490°C
Gesamtdruck: 0,30 MPa
Einsatzdurchfluß: 2,0 kg pro kg Katalysator pro Stunde
The conversion takes place in the presence of hydrogen under the following working conditions:
Temperature: 490 ° C
Total pressure: 0.30 MPa
Flow rate: 2.0 kg per kg of catalyst per hour
Vor Einsatzeinleitung werden die Katalysatoren 2 Stunden lang unter Wasserstoffeinwirkung bei 450°C aktiviert. Die nach 24 Stunden Betrieb erzielten Leistungen sind in folgender Tabelle zusammengefasst.The catalysts are left for 2 hours before starting the application activated under the influence of hydrogen at 450 ° C. The after 24 Hours of operation are shown in the table below summarized.
Die Katalysatoren R, S, T, U, V, W und X, die erfindungsgemäß, d. h. auf der Grundlage eines organometallischen Vorläufers im wässerigen Milieu entweder durch Imprägnierung des Trägers mit den Verbindungen Me3SnCl, Me2SnCl2 oder Bu3SnOC(O)CH3 oder durch Einleitung von Zinntributylacetat bei der Trägerformgebung hergestellt wurden, weisen bessere Leistungen als Katalysator P auf, der nach dem bisherigen Stand der Technik hergestellt wurde.The catalysts R, S, T, U, V, W and X, which according to the invention, ie on the basis of an organometallic precursor in an aqueous medium, either by impregnating the support with the compounds Me 3 SnCl, Me 2 SnCl 2 or Bu 3 SnOC ( O) CH 3 or by introducing tin tributyl acetate during the carrier shaping have better performances than catalyst P, which was produced according to the prior art.
Die Löslichkeit des Zinntributylacetats ist bei einem pH-Wert von 1 wesentlich höher als bei einem pH-Wert von 11, wodurch man wässerige Lösungen mit höheren Zinntributylacetat konzentrationen einsetzen kann. Die Herstellung des erfindungsgemäßen Katalysators R sieht die Verwendung eines Volumens der wässerigen Lösung vor, das 2,5 mal geringer als das Volumen des Katalysators Q ist, der nach dem bisherigen Stand der Technik zubereitet wurde. Demnach erfolgt die Zinnablagerung in geringeren Mengen der wässerigen Lösung, was ein nicht zu leugnender Vorteil bei der industriemäßigen Herstellung dieser Katalysatoren darstellt. Außerdem sind die Leistungen des Katalysators R, der unter besseren Löslichkeitsbedingungen des Zinnvorläufers zubereitet wurde, mindestens genauso gut wie die Leistungen des Katalysators Q, der nach dem bisherigen Stand der Technik hergestellt wurde, und sogar besser.The solubility of the tin tributyl acetate is at a pH of 1 much higher than at pH 11, which makes to make aqueous solutions with higher tin tributyl acetate can use concentrations. The production of the Catalyst R according to the invention provides for the use of a Volume of the aqueous solution that is 2.5 times less than the volume of the catalyst Q is that after the previous one State of the art was prepared. Accordingly, the Tin deposit in smaller amounts of the aqueous solution what an undeniable advantage at represents industrial production of these catalysts. In addition, the performance of the catalyst R, the under prepared better solubility conditions of the tin precursor was at least as good as the performance of the Catalyst Q, according to the prior art was made, and even better.
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