DE1062376B - Catalysts for the dehydrogenation and dehydrocyclization of non-aromatic hydrocarbons - Google Patents
Catalysts for the dehydrogenation and dehydrocyclization of non-aromatic hydrocarbonsInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf neue Katalysatoren für die Dehydrierung und Dehydrocyclisierung von nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen.The invention relates to new catalysts for the dehydrogenation and dehydrocyclization of non-aromatic hydrocarbons.
Die für diese Verfahren verwendbaren Katalysatoren der Erfindung enthalten Chromoxyd auf einem Trägermaterial, vorzugsweise Aluminiumoxyd, und zeichnen sich dadurch aus, daß sie zusätzlich eine geringe Menge Germanium in gebundener Form enthalten. Das Germanium liegt vorzugsweise als Oxyd vor. Gegebenenfalls können die Katalysatoren auch geringe Mengen anderer Aktivierungsmittel, beispielsweise Alkalimetalle, vorzugsweise Kalium, enthalten, die auch als Oxyde vorliegen können. Die Bestandteile der Katalysatoren, bezogen auf den gesamten, bei 150° C stabilen Katalysator, liegen vorzugsweise in folgenden Mengenverhältnissen vor:The catalysts of the invention which can be used for these processes contain chromium oxide a carrier material, preferably aluminum oxide, and are characterized by the fact that they also have a contain a small amount of germanium in bound form. The germanium is preferably in the form of an oxide before. If appropriate, the catalysts can also contain small amounts of other activating agents, for example Contain alkali metals, preferably potassium, which can also be present as oxides. The parts of the catalysts, based on the total catalyst stable at 150 ° C., are preferably in the following proportions:
Chromoxyd 5 bis 25 °/oChromium oxide 5 to 25 per cent
Germaniumoxyd O1Ibis 5%Germanium Oxide O 1 Ibis 5%
Aluminiumoxyd RestAlumina remainder
Die Katalysatoren können auf jede geeignete Weise, beispielsweise durch Imprägnieren oder gemeinsame Fällung, hergestellt werden. Da das Chromtrioxyd und viele Chromsalze, die sich durch Kalzinieren in das Oxyd überführen lassen, wasserlöslich sind, kann das Trägermaterial in einfacher Form mit einer Lösung der Chromverbindungen imprägniert, getrocknet und dann kalziniert werden. Ebenso ist es aber auch möglich, das Aluminiumoxydhydrat und eine Chromverbindung gemeinsam aus einer Lösung auszufällen und das anfallende Gel zu trocknen und zu kalzinieren. The catalysts can be in any suitable manner, for example by impregnation or joint Precipitation. Since the chromium trioxide and many chromium salts that are converted into Let the oxide transfer, are water-soluble, the carrier material can be in a simple form with a solution of the chromium compounds are impregnated, dried and then calcined. But it is the same possible to precipitate the aluminum oxide hydrate and a chromium compound together from a solution and to dry and calcine the resulting gel.
Wasserlösliche Germaniumverbindungen, die durch Kalzinieren in das Oxyd übergeführt werden können, können den Katalysatoren auf den gleichen Wegen beigegeben werden. Allerdings sind Germaniumdioxyd und die meisten Germaniumverbindungen, die sich durch Kalzinieren in das Oxyd überführen lassen, wasserunlöslich. Solche Germaniumverbindungen können in einem anderen Lösungsmittel als Wasser gelöst und diese Lösung dann zur Imprägnierung des Trägermaterials verwendet werden. Ein solches Verfahren wird jedoch für die technische Verwendung von verhältnismäßig begrenzter Bedeutung bleiben, da große Mengen der verhältnismäßig teuren Lösungsmittel benötigt werden.Water-soluble germanium compounds that can be converted into the oxide by calcination, can be added to the catalysts in the same way. However, they are germanium dioxide and most of the germanium compounds that can be converted into the oxide by calcination, insoluble in water. Such germanium compounds can be dissolved in a solvent other than water and this solution can then be used to impregnate the carrier material. Such a procedure will however remain of relatively limited importance for technical use, because large amounts of the relatively expensive solvents are required.
Ein besonders geeignetes Verfahren zur Katalysatorherstellung ist eine Variante in der Technik der gemeinsamen Fällung, bei der Germaniumdioxyd oder geeignete Germaniumverbindungen in einer Lösung eines Aluminiumsalzes suspendiert werden und das Aluminiumoxydhydrat dann in Mischung mit der suspendierten Germaniumverbindung ausgefällt wird.A particularly suitable method for catalyst production is a variant in the technology of common precipitation, in which germanium dioxide or suitable germanium compounds in a solution of an aluminum salt are suspended and the aluminum oxide hydrate then mixed with the suspended germanium compound is precipitated.
Katalysatoren für die Dehydrierung
und Dehydrocyclisierung von nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen Catalysts for dehydrogenation
and dehydrocyclization of non-aromatic hydrocarbons
""
Anmelder:
The British Petroleum Company Limited,Applicant:
The British Petroleum Company Limited,
LondonLondon
Vertreter: Dr.-Ing. A. ν. Kreisler, Dr.-Ing. Κ. Schönwald, Dipl.-Chem. Dr. phil. H. Siebeneicher
und Dr.-Ing. Th. Meyer, Patentanwalter Representative: Dr.-Ing. A. ν. Kreisler, Dr.-Ing. Κ. Schönwald, Dipl.-Chem. Dr. phil. H. Siebeneicher
and Dr.-Ing. Th. Meyer, patent attorney r
Köln 1, DeichmannhausCologne 1, Deichmannhaus
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 7. Dezember 1956Claimed priority:
Great Britain 7 December 1956
John Arthur Edgar Moy und John Leather,
Sunbury-on-Thames, Middlesex (Großbritannien),
sind als Erfinder genannt wordenJohn Arthur Edgar Moy and John Leather,
Sunbury-on-Thames, Middlesex (Great Britain),
have been named as inventors
Ein anderes besonders geeignetes Verfahren ist das sogenannte »Wet-gel«-Verfahren, bei dem eine Germaniumverbindung innig mit dem vorher gebildeten Aluminiumoxydhydratgel vermischt wird. In beiden Fällen wird das anfallende Gel anschließend getrocknet und kalziniert.Another particularly suitable method is the so-called "wet-gel" method, in which a germanium compound is intimately mixed with the previously formed aluminum oxide hydrate gel. In both The resulting gel is then dried and calcined.
Die angegebenen Verfahren sind zur Herstellung von körnigen Katalysatoren oder solchen in Form von Kügelchen ebenso wie zur Herstellung von Wirbelschichtkatalysatoren geeignet. Körnige Katalysatoren können durch sorgfältige Kontrolle der Geltrocknung hergestellt werden, während Katalysatorkügelchen durch Trocknung des Geles zu feinen Teilchen und anschließender Verformung zu Kugeln gewonnen werden. Werden Katalysatoren in Form von sehr feinen Teilchen hergestellt, die später im Fließzustand verwendet werden sollen, so ist bei dem »Wet-gel«-Verfahren oder bei der Ausfällung des Aluminiumoxydhydrates in Gegenwart der suspendierten Germaniumverbindungen sorgfältig darauf zu achten, daß eine innige Mischung von Gel und Germaniumverbindung eintritt, so daß die einzelnen Katalysatorteilchen eine gleichmäßige Zusammensetzung aufweisen.The specified processes are for the preparation of granular catalysts or those in the form of Spheres as well as suitable for the production of fluidized bed catalysts. Granular catalysts can be prepared by carefully controlling gel drying while using catalyst beads can be obtained by drying the gel into fine particles and then shaping it into spheres. Catalysts are produced in the form of very fine particles that are later used in the flowing state are to be, so is with the "wet-gel" process or with the precipitation of the aluminum oxide hydrate in the presence of the suspended germanium compounds to ensure that a intimate mixture of gel and germanium compound occurs, so that the individual catalyst particles a have uniform composition.
Bei ihrer Verwendung können die Katalysatoren als Festbett-, Fließbett- oder auch als Wirbelschicht-When used, the catalysts can be used as a fixed bed, fluidized bed or as a fluidized bed
909 579/395909 579/395
1 061 06
katalysatoren eingesetzt werden. Die Fließbett- oder Wirbelschichtverfahren werden bei der Verwendung der Katalysatoren bevorzugt, da sich diese Katalysatorform von den kohlenstoffhaltigen Ablagerungen leicht durch Abbrennen in einem Strom von sauerstoffhaltigem Gas regenerieren lassen.catalysts are used. The fluidized bed or fluidized bed processes are in use of catalysts is preferred because this form of catalyst is different from the carbonaceous deposits easily regenerated by burning it in a stream of oxygen-containing gas.
Eine weitere Möglichkeit zur Katalysatorherstellung besteht in dem gemeinsamen Vermählen von trockenem Aluminiumoxyd und einer Germaniumverbindung zu einer feinverteilten Mischung, die anschließend kugelig verformt und kalziniert wird. Körnige Katalysatoren und Katalysatoren für Wirbelschichtverfahren können auf diese Weise jedoch nicht hergestellt werden.Another possibility for the production of catalysts consists in the joint grinding of dry Aluminum oxide and a germanium compound to form a finely divided mixture, which then is spherically deformed and calcined. Granular catalysts and catalysts for fluidized bed processes however, cannot be made in this way.
Die Germaniumverbindung des Katalysators kann vor, zusammen mit oder nach der Chromverbindung zugegeben werden.The germanium compound of the catalyst can be before, together with or after the chromium compound be admitted.
Das Kalzinieren sollte bei Temperaturen durchgeführt werden, die unterhalb der Temperatur liegen, bei der Aluminiumoxyd in unerwünschtem Maß in seine α-Form übergeführt wird. Eine geeignete Kalzinierungstemperatur ist etwa 550° CCalcining should be carried out at temperatures below the temperature in which aluminum oxide is converted into its α-form to an undesirable extent. A suitable calcination temperature is about 550 ° C
Die Katalysatoren der Erfindung sind insbesondere zur Verwendung in einem Dehydrierungs- und Dehydrocyclisierungsverfahren geeignet, wie es Gegenstand der Patentanmeldung B 47026 IVc/23 b ist. Sie zeichnen sich durch ihre überlegene Wirksamkeit bei der Dehydrierung und Dehydrocyclisierung als auch in bezug auf die Ausbeute an anfallendem Reaktionsprodukt aus. The catalysts of the invention are particularly for use in a dehydrogenation and dehydrocyclization process suitable, as is the subject of patent application B 47026 IVc / 23 b. They are characterized by their superior effectiveness the dehydrogenation and dehydrocyclization as well as with regard to the yield of the reaction product obtained.
Für die Anwendungsverfahren der erfindungsgemäß hergestellten Katalysatoren wird im Rahmen vorliegender Erfindung kein Schutz beansprucht.For the methods of using the catalysts prepared according to the invention, see No protection is claimed in the present invention.
2 3762,376
1326 g Aluminiumnitrat (Al(NO3)3 · 9 H2O) werden in 1500 ecm destilliertem Wasser gelöst und 2 g Germaniumdioxyd in der Lösung suspendiert. Es werden 675 ecm Ammoniak (spezifisches Gewicht 0,880) zugegeben und der Niederschlag filtriert, mit destilliertem Wasser gewaschen, bei 50° C getrocknet und bei 550° C geröstet. Anschließend wird der Katalysator mit einer Lösung von 50 g Chromtrioxyd in 90 ecm destilliertem Wasser imprägniert, getrocknet und 2 Stunden bei 550° C geröstet.1326 g of aluminum nitrate (Al (NO 3 ) 3 · 9 H 2 O) are dissolved in 1500 ml of distilled water and 2 g of germanium dioxide are suspended in the solution. 675 ecm of ammonia (specific gravity 0.880) are added and the precipitate is filtered, washed with distilled water, dried at 50.degree. C. and roasted at 550.degree. The catalyst is then impregnated with a solution of 50 g of chromium trioxide in 90 ecm of distilled water, dried and roasted at 550 ° C. for 2 hours.
Die neuen Wirkungen der erfindungsgemäßen Katalysatoren werden in den folgenden Beispielen 2 und 3 erläutert.The new effects of the catalysts according to the invention are shown in Examples 2 and 3 below explained.
Ein durch Hydroformieren einer Benzinfraktion über einem gebundenes Halogen enthaltenden Platinkatalysator auf einem Träger aus Aluminiumoxyd hergestelltes Reformat wird in leichte und schwere Fraktionen getrennt. Die leichte Fraktion hat einen Endsiedepunkt von 108° C und eine Research-Oktanzahl (ohne Zusatz) von 76,1. Diese Fraktion wird unter den folgenden Bedingungen weiterbehandelt:A platinum catalyst containing by hydroforming a gasoline fraction over a bound halogen The reformate made on an alumina support is available in light and heavy Fractions separated. The light fraction has a final boiling point of 108 ° C and a research octane number (without addition) of 76.1. This fraction is treated further under the following conditions:
Druck NormaldruckPressure normal pressure
Raumströmungsgeschwindigkeit . 0,2 V/V/Std.Space flow velocity. 0.2 V / V / hour
Zurückgeführte Gasmenge —Recirculated gas volume -
Verfahrensdauer 5 StundenDuration of the procedure 5 hours
Reaktionstemperatur 475 bis 530° CReaction temperature 475 to 530 ° C
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt.The results are shown in Table 1 below.
temperaturtemperature
0C 0 C
Ausbeuteyield
GewichtsprozentWeight percent
Research-Research
OktanzahlOctane number
(ohne Zusatz)(without addition)
Fljeß-Fljeß-
geschwindigkeitspeed
m3/m3 m 3 / m 3
H2-GehaltH 2 content
VolumVolume
prozentpercent
+ 1% K2O
2. 1% Ce2O3+ 1% K2O
3. 1% Ce2 O3+ 1% GeO2
4. IVo Ce203 + 1% GeO2 1. 10% Cr 2 O 4 AAl 2 O 3 + 1 Vo Ce 2 O 3
+ 1% K 2 O
2. 1% Ce 2 O 3 + 1% K 2 O
3. 1% Ce 2 O 3 + 1% GeO 2
4. IVo Ce 2 0 3 + 1% GeO 2
530
475
530475
530
475
530
62
78
5382
62
78
53
102,2
95,2
104,293.7
102.2
95.2
104.2
319
225
382157
319
225
382
81
73
6287
81
73
62
Ein niedrigsiedendes Straight-run-Benzin mit einem ASTM-Siedebereich von 42,5 bis 112° C und einer Research-Oktanzahl (ohne Zusatz) von 61,2 wird unter den folgenden Bedingungen behandelt.A straight run, low boiling point gasoline with an ASTM boiling range of 42.5 to 112 ° C and one Research Octane Number (no addition) of 61.2 is treated under the following conditions.
Druck NormaldruckPressure normal pressure
Raumströmungsgeschwindigkeit.. 0,2 V/V/Std.Room flow velocity .. 0.2 V / V / hour.
Zurückgeführte Gasmenge —Recirculated gas volume -
Verfahrensdauer 5 StundenDuration of the procedure 5 hours
Es werden Versuche bei verschiedenen Temperaturen mit dem Katalysator des Beispiels 2 durchgeführt, der IOVo Chromoxyd auf einem mit 1 Vo Germaniumdioxyd aktivierten Aluminiumoxydträger enthält. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 2 aufgeführt.Experiments are carried out at different temperatures with the catalyst of Example 2, the IOVo contains chromium oxide on an aluminum oxide carrier activated with 1 Vo germanium dioxide. The results are shown in Table 2 below.
Claims (3)
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