DE1171901B - Process for the removal of acetylenes and diolefins from hydrocarbon gases or their mixtures by selective hydrogenation - Google Patents
Process for the removal of acetylenes and diolefins from hydrocarbon gases or their mixtures by selective hydrogenationInfo
- Publication number
- DE1171901B DE1171901B DEC19396A DEC0019396A DE1171901B DE 1171901 B DE1171901 B DE 1171901B DE C19396 A DEC19396 A DE C19396A DE C0019396 A DEC0019396 A DE C0019396A DE 1171901 B DE1171901 B DE 1171901B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- catalyst
- palladium
- gas
- pores
- diolefins
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
- C07C7/148—Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound
- C07C7/163—Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound by hydrogenation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
- C07C7/148—Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound
- C07C7/163—Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound by hydrogenation
- C07C7/167—Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound by hydrogenation for removal of compounds containing a triple carbon-to-carbon bond
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
Verfahren zur Entfernung von Acetylenen und Diolefinen aus Kohlenwasserstoffgasen oder deren Gemischen durch selektive Hydrierung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von in Kohlenwasserstoffgasen oder deren Gemischen mit hohem Olefingehalt enthaltenen Athinen und Diolefinen durch selektive Hydrierung in Gegenwart eines spezifischen Palladium-Tonerde-Katalysators.Process for removing acetylenes and diolefins from hydrocarbon gases or mixtures thereof by selective hydrogenation. The invention relates to a process for the removal of hydrocarbon gases or their mixtures with a high olefin content contained Athinen and Diolefinen by selective hydrogenation in the presence of a specific palladium-alumina catalyst.
Wegen ihrer großen Reaktionsfähigkeit ist eine Wasserstoffanlagerung bei Athinen und Diolefinen an sich leichter durchführbar als bei den Olefinen. Die selektive Hydrierung dieser in Olefingasgemischen enthaltenen Äthine und Diolefine wird im allgemeinen in Gegenwart eines aktivierten Katalysators durchgeführt. Bei diesem Verfahren muß jedoch die Menge des zuzusetzenden Wasserstoffes genau innerhalb festgelegter Grenzen gehalten und laufend kontolliert werden. Wenn nur geringe Mengen Athin-und Diolefinverunreinigungen in diesen Gasen vorhanden sind, stößt man im allgemeinen auf große Schwierigkeiten, insbesondere dann, wenn eine fast vollkommene Hydrierung der Äthine und Diolefine erreicht werden soll, ohne dabei den Olefingehalt der Gase durch Hydrieren merklich herabzusetzen. Bei der Herstellung von Gasen, die als Zwischenprodukte für organische Synthesen benutzt werden sollen, ist dieses von größter Bedeutung. Es ist z.B. bekannt, daß Gasgemische, die bei der Herstellung von Polyäthylenen verwendet werden und die im allgemeinen hauptsächlich aus Ethylenen bestehen, nicht mehr als ungefähr 0,025°lo an hochgradig ungesättigten Verunreinigungen, wie mithin, Methyläthin, Propadien oder anderen Diolefinen mit niedrigem Molekulargewicht, enthalten dürfen. Bei den neuen Polymerisationsverfahren hat es sich als notwendig erwiesen, nur Olefingase zu verwenden, deren Gehalt an Acetylen und Diolefin 0,010°/o nicht übersteigt. Because of their great reactivity, there is a hydrogen attachment with athenes and diolefins per se more easily feasible than with olefins. the selective hydrogenation of these ethynes and diolefins contained in olefin gas mixtures is generally carried out in the presence of an activated catalyst. at however, the amount of hydrogen to be added must be exactly within this process defined limits are kept and continuously monitored. If only small amounts Athine and diolefin impurities are present in these gases, one encounters in the general to great difficulty, especially when an almost perfect one Hydrogenation of the ethynes and diolefins should be achieved without changing the olefin content of the gases by hydrogenation noticeably decrease. In the production of gases, that are to be used as intermediates for organic syntheses is this of highest importance. It is known, for example, that gas mixtures which are used in the manufacture of polyethylenes are used and which in general mainly consist of ethylenes consist of no more than about 0.025 ° lo of highly unsaturated impurities, such as, therefore, methylethine, propadiene or other diolefins with low molecular weight, may contain. With the new polymerisation processes it has been found necessary proven to use only olefin gases with a content of acetylene and diolefin of 0.010% does not exceed.
Es ist schon bekannt, daß durch Verwendung von Katalysatoren mit selektiver Wirkung der Gehalt an ungesättigten Verbindungen in Roholefingemischen verringert werden kann. Hierzu wurde ein Katalysator aus auf Bimsstein, inaktivem Aluminiumoxyd, Diatomeenerde, Asbest, Koks oder Holzkohle auf-bzw. eingelagertem Palladium verwendet, der jedoch noch als aktivierendes Metall entweder Kupfer, Gold oder Silber enthält. Außerdem beträgt bei diesem bekannten Palladiumkatalysator der Gehalt an katalytischen Metallen 0,1 bis 5 Gewichtsprozent mit einem Palladiumanteil von 99 bis 60 und einem Kupfer-, Silber- oder Goldanteil von 1 bis 40 Gewichtsprozent. It is already known that by using catalysts with selective effect of the content of unsaturated compounds in crude oil mixtures can be reduced. For this purpose, a catalyst was made from pumice stone, inactive Aluminum oxide, diatomaceous earth, asbestos, coke or charcoal on or. stored Palladium is used, but it is still used as an activating metal, either copper or gold or contains silver. In addition, in this known palladium catalyst the content of catalytic metals 0.1 to 5 percent by weight with a palladium content from 99 to 60 and a copper, silver or gold content of 1 to 40 percent by weight.
Es ist auch schon erkannt worden, daß die Aktivität eines solchen Katalysators verbessert werden kann, wenn die Verteilung der Metallverbindungen, aus denen das Metall dann gebildet wird, eine möglichst gleichmäßige auf und in dem inerten Trägermaterial ist. Dies suchte man durch Umwälzen der entsprechenden Salzlösungen, in denen sich das inerte Trägermateri al befindet, während des Trocknungsvorganges zu erreichen. Das Brennen der imprägnierten und getrockneten Formkörper soll bei den Zersetzungstemperaturen der Metallsalze, etwa zwischen 325 und 4500 C, jedoch nicht über 5000 C, erfolgen, um eine starke Schädigung der Aktivität auszuschließen.It has also already been recognized that the activity of such a Catalyst can be improved if the distribution of the metal compounds, from which the metal is then formed, one if possible even on and in that inert carrier material is. This was sought by circulating the appropriate salt solutions, in which the inert carrier material is located during the drying process to reach. The firing of the impregnated and dried moldings should be at the decomposition temperatures of the metal salts, approximately between 325 and 4500 C, however not above 5000 C, in order to rule out severe damage to the activity.
Grundlage der Erfindung bildet gleichfalls die Verwendung eines Palladium-Tonerde-Katalysators, mittels desselben die selektive Wasserstoffanlagerung an in Olefingasgemischen enthaltenen Acetylenen oder Diolefinen durchgeführt wird, ohne daß ein merklicher Anteil an Olefinen hydriert wird. Die mit diesem Katalysator durchgeführtenWasserstoffanlagerungen geben besonders bei wasserfreien Olefinmischungen sehr günstige Resultate, denn es wird bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen und mit einem ganz geringen stöchiometrischen Überschuß an Wasserstoff eine fast vollkommene Hydrierung erzielt, so daß der verbleibende Rest an Acetylenen und/oder Diolefinen im gereinigten Gas nicht mehr als einige wenige Teilchen pro Million Teilchen Gas beträgt. The invention is also based on the use of a palladium-alumina catalyst, by means of the same the selective hydrogen addition to contained in olefin gas mixtures Acetylenes or diolefins is carried out without a noticeable amount of Olefins is hydrogenated. The hydrogen attachments carried out with this catalyst give very favorable results, especially with anhydrous olefin mixtures, because it is at relatively low temperatures and with a very low stoichiometric Excess of hydrogen achieved an almost complete hydrogenation, so that the remaining Remainder of acetylenes and / or diolefins in the purified gas not more than a few a few particles per million particles of gas.
Der erfindungsgemäß verwendete Katalysator besteht aus metallischem Palladium auf einem Tonerdeträger, der mehr als 0,01 und bis zu 0,09, vorzugsweise bis zu 0,05 Gewichtprozent metallisches Palladium enthält, das hauptsächlich auf der Oberflächenschicht des Tonerdeträgers abgelagert ist, und der Tonerdeträger ein Porenvolumen von nicht mehr als 0,4 cm3/g aufweist und der Durchmesser der Poren nicht größer als 800 Ä ist. In einem solchen Tonerdeträger übersteigt die Menge der unterhalb der Oberfläche liegenden inneren Poren die Menge der Oberflächenporen, an der gleichen Stelle gemessen, um 0,02 bis 0,05 cm3/g. Dieser Katalysator ist äußerst beständig, d. h., seine Wirkung wird auch durch mehrfachen und lang andauernden Gebrauch unter üblichen Verfahrensbedingungen nicht merklich verringert. Er verträgt auch mehrfache Regenerierungen ohne merkliche Schwächung seiner Wirkung. Diese Regenerierung braucht aber nur innerhalb eines Zeitraumes von ungefähr zwei Wochen stattzufinden, um auf der Katalysatoroberfläche gebildete Polymerisatschichten zu entfernen. Diese Auffrischung kann mehrfach durchgeführt werden, ohne daß dadurch seine Körperbeschaffenheit, katalytische Wirkung oder Selektivität beeinträchtigt werden. The catalyst used according to the invention consists of a metallic one Palladium on an alumina support greater than 0.01 and up to 0.09, preferably until contains to 0.05 percent by weight metallic palladium, which is mainly on the Surface layer of the alumina carrier is deposited, and the alumina carrier Has pore volume of not more than 0.4 cm3 / g and the diameter of the pores is not greater than 800 Å. In such an alumina carrier, the amount exceeds of the inner pores lying below the surface is the amount of surface pores, measured at the same point, around 0.02 to 0.05 cm3 / g. This catalyst is extremely stable, d. i.e., its effect is also repeated and long-lasting Usage not noticeably reduced under normal process conditions. He tolerates also repeated regenerations without noticeably weakening its effect. This regeneration but only needs to take place within a period of about two weeks, to remove polymer layers formed on the catalyst surface. These Refreshment can be carried out several times without affecting the physical condition, catalytic effect or selectivity are impaired.
Zur Herstellung des Tonerdeträgers werden Tonerdekügelchen verwendet, die das vorerwähnte Oberflächenporenvolumen aufweisen. Die verwendete Tonerde besteht aus bekannten feinpulvrigen Gemischen von a-Tonerdemonohydrat und Tonerdetrihydraten, die entweder tablettiert oder mittels Strangstoßpressen zu Körpern geformt werden. Im übrigen stellt die Tonerde ein bekanntes Trägermaterial für Katalysatoren dar. Das Palladium wird in Form einer konzentrierten Palladiumsalzlösung aufgespritzt. Die Menge aufgesprühten Palladiumsalzes schwankt zwischen einem Teil auf 5 bis 12 Teilchen Tonerde, wobei dieses Verhältnis jeweils so gewählt wird, daß der fertige Katalysator mehr als 0,01 bis zu 0,09, vorzugsweise bis zu 0,05 Gewichtsprozent metallisches Palladium enthält. To produce the alumina carrier, alumina balls are used, which have the aforementioned surface pore volume. The clay used is made of from known fine powder mixtures of a-alumina monohydrate and alumina trihydrates, which are either tabletted or shaped into bodies by means of extrusion presses. In addition, alumina is a well-known carrier material for catalysts. The palladium is sprayed on in the form of a concentrated palladium salt solution. The amount of palladium salt sprayed on varies from one part to 5 to 12 Particles of clay, this ratio being chosen in each case so that the finished Catalyst more than 0.01 up to 0.09, preferably up to 0.05 weight percent contains metallic palladium.
Die konzentrierte Palladiumsalzlösung wird anscheinend am stärksten von den Mikroporen mit kleinstem Durchmesser adsorbiert. Die geringen Mengen der angewendeten Palladiumsalzlösung sowie auch die Art und Weise, wie das Palladiumsalz auf den Tonerdeträger erfindungsgemäß aufgetragen wird, begünstigen eine Ablagerung des Metalls auf der Oberfläche des Trägers, wobei das Metall nicht homogen durch den gesamten Trägerkörper verteilt wird. Es wurde überraschenderweise festgestellt, daß außer der infolge der Einlagerung des Palladiumsalzes bzw. des Palladiums erfolgenden Verringerung der Oberflächenporen auch die innere Porenmenge, die ursprünglich die Außenporenmenge überstieg, in einem dem ursprünglichen Porenverhältnis entsprechenden Verhältnis sich verringert, obwohl keine nennenswerte Metalleinlage in die inneren Poren erfolgt ist. Diese Verringerung der inneren Porenmenge ist wesentlich für die Stabilität und langdauernde Wirksamkeit des Katalysators. Da die kleinen Mikro poren an der Oberfläche des Trägers durch das aufgebrachte Katalysatormetall größtenteils verschlossen worden sind, können sich darin keine Verkohlungsprodukte ablagern. Demzufolge können sich Polymerisate nur sehr schwer an der Katalysatoroberfläche und innerhalb des Katalysatorkörpers bilden, die dann in Verkohlungsprodukte übergehen. The concentrated palladium salt solution appears to be the strongest adsorbed by the smallest diameter micropores. The small amounts of the applied palladium salt solution as well as the way in which the palladium salt is applied to the alumina carrier according to the invention, promote deposition of the metal on the surface of the support, whereby the metal does not pass through homogeneously the entire carrier body is distributed. It was surprisingly found that apart from those occurring as a result of the incorporation of the palladium salt or the palladium Reducing the surface pores also reduces the amount of internal pores that originally formed the Exceeded the amount of external pores, in a corresponding to the original pore ratio Ratio decreases, although there is no significant metal insert in the inner Pores is done. This reduction in the amount of internal pores is essential for the stability and long-term effectiveness of the catalyst. As the little micro pores on the surface of the support due to the applied catalyst metal for the most part have been sealed, no charring products can be deposited in it. As a result, it is very difficult for polymers to adhere to the surface of the catalyst and form within the catalyst body, which then convert into charring products.
Obwohl die Vorgänge der Palladiumein- bzw. -ablagerung nicht leicht deutbar sind, sind sie doch ausschlaggebend für die Wasserstoffanlagerung an die Acetylene und Diolefine, da der auf diesem Wege hergestellte Katalysator seine vollkommene Wirkungskraft bei verhältnismäßig sehr niedrigen Temperaturen, z. B. unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser, entfaltet. Diese Wirkungskraft bleibt ungeschwächt erhalten, selbst wenn konzentrierte Olefingasmischungen ohne zusätzlichen Wasserdampf verwendet werden. Although the processes of palladium deposition are not easy can be interpreted, they are decisive for the hydrogen attachment to the Acetylenes and diolefins, since the catalyst produced in this way is perfect Effective at relatively very low temperatures, e.g. B. below the Freezing point of water. This effectiveness remains undiminished, even when using concentrated olefin gas mixtures without additional water vapor will.
Die Wirkung des erfindungsgemäßen Katalysators ist auch ungeschwächt bei Temperaturen von 38 C und von 520 C bis zu 204- C, so daß eine weitgehende Reduktion der vorhandenen Acetylene und Diolefine erfolgt, daß nur noch einige Bruchteile pro Millionen Teile Gas in diesen zurückbleiben. Mit dem erfindungsgemäßen Katalysator werden derartige Wasserstoffanlagerungen mit relativ geringen stöchiometrischen Überschüssen an Wasserstoff. z. B. 300/o, durchgeführt. The effect of the catalyst according to the invention is also not weakened at temperatures of 38 C and 520 C up to 204-C, so that a substantial reduction of the acetylenes and diolefins present, that only a few fractions per million parts of gas remain in these. With the catalyst according to the invention such hydrogen attachments with relatively low stoichiometric Excess of hydrogen. z. B. 300 / o carried out.
Beispiel 1 In eine 0,505°/0ige Lösung von Pd(NO3)2 in destilliertem Wasser wurden Tonerdetabletten in einem Gesamtgewicht von 1000 g eingetragen, die vorher 8 Stunden lang bei einer Temperatur von 5000 C gebrannt, dann in Wasser gelagert und an der Luft getrocknet worden waren. Das Porenvolumen dieser Tabletten betrug 0,35 cm3/g, und die Poren hatten einen Öffnungsdurchmesser von weniger als 800 Ä. Nachdem diese Tabletten 15 Minuten lang in in der Lösung Pd(NO) zum Durchtränken belassen wurden, wurden sie von der Lösung getrennt, 30 Minuten lang abtropfen gelassen und dann getrocknet. Example 1 In a 0.505% solution of Pd (NO3) 2 in distilled Alumina tablets with a total weight of 1000 g were added to the water Fired beforehand for 8 hours at a temperature of 5000 C, then stored in water and air dried. The pore volume of these tablets was 0.35 cm3 / g, and the pores had an opening diameter of less than 800 Å. After putting these tablets in Pd (NO) solution for 15 minutes to soak were left, they were separated from the solution, drained for 30 minutes and then dried.
Die durchtränkten Katalysatortabletten wurden dann 8 Stunden bei 5000 C gebrannt und mit Wasserstoff behandelt. Der ermittelte Palladiumgehalt ergab eine Mengenkonzentration von 0,02ovo Pd.The soaked catalyst tablets were then 8 hours at 5000 Fired C and treated with hydrogen. The determined palladium content gave a Bulk concentration of 0.02ovo Pd.
Durch eine Schicht eines solchen in eine isotherme Fraktionierkolonne
eingesetzten Katalysators wurde eine trockene Gasmischung folgender Zusammensetzung
geleitet: Propylen . . . 78,00 ovo Propadien . 0.32 ovo Wasserstoff . 4,50'/o Stickstoff
. . 10,00 0/o Propan.. 7,000/o und folgende Ergebnisse erhalten: Tabelle I
Der Katalysator arbeitete während den ersten 16 Stunden einwandfrei, so daß der Propadiengehalt auf ungefähr 0,00350/0 herabgesetzt wurde. Nach Ablauf dieser Zeitspanne jedoch verringerte sich die Wirkungskraft des Katalysators schnell, und sie konnte auch durchTemperaturerhikihungen nicht wieder auf ihre ursprüngliche Höhe gebracht werden. The catalyst worked perfectly during the first 16 hours, so that the propadiene content has been reduced to approximately 0.00350 / 0. After this period of time, however, the effectiveness of the catalyst decreased quickly, and it could not return to its original state even with temperature increases Height to be brought.
Eine weitere Beschickung mit demselben Katalysator wurde nach Ablauf des ersten Versuches unternommen. Die Reaktionskolonne wurde dann 8 Stunden lang bei einer Temperatur von etwa 398 bis 4000 C mit Wasserstoff durchspült. Anschließend wurde eine Rohgasmischung derselben Zusammen setzung wie beim ersten Versuch durch die Katalysatorschicht geleitet. Die Durchlaufgeschwindigkeit betrug pro Stunde ungefähr das 500fache der Menge an Katalysatormasse. Der Druck werde auf 19,3 atü eingestellt. Bei der ersten ganztätigen Verfahrensdurchführung betrug die Temperatur in der Reaktionskolonne 1040 C. In dem Abgas befand sich während des Verfahrensablaufes noch 0,00450/0 Propadien. Another charge of the same catalyst was made after expiration made the first attempt. The reaction column was then operated for 8 hours flushed with hydrogen at a temperature of about 398 to 4000 C. Afterward was a raw gas mixture of the same composition as in the first attempt passed the catalyst layer. The throughput speed was per hour about 500 times the amount of catalyst mass. The pressure will be 19.3 atmospheres set. When the process was carried out for the first full day, the temperature was in the reaction column 1040 C. The exhaust gas was during the course of the process still 0.00450 / 0 propadiene.
Am zweiten Tag steigerte sich der Propadiengehalt auf 0,0130/0, und am dritten Tage betrug er bei einer Temperatur von 1210 C 0,0325°/o.On the second day the propadiene content increased to 0.0130 / 0, and on the third day at a temperature of 1210 C it was 0.0325 per cent.
Eine Porenmengenuntersuchung ergab, daß die innere Porenmenge und Oberflichenporenmenge bei dem Katalysator im großen und ganzen übereinstimmt. Die Beziehung der Porenmenge zueinander war genau auf das Verhältnis zwischen Tonerde und Palladiummetall, das ursprünglich angewandt worden war, abgestimmt. Dementsprechend betrug die Porenmenge zwischen 0,35 und 0,36 °/o je Kubikzentimeter und Gramm, wobei es sich um Poren mit einem Oberfiächendurchmesser von bis zu 800 A handelte. Dabei war das Verhältnis ungefähr 0,33 cm3/g für Oherflächenporen und 0,34 cm³/g für die inneren Poren, die einen Außendurchmesser von 270 A oder weniger aufwiesen. A study of the amount of pores showed that the amount of internal pores and Surface pore amount in the catalyst is by and large the same. the Relationship of the amount of pores to each other was exactly due to the ratio between alumina and palladium metal that was originally applied. Accordingly the amount of pores was between 0.35 and 0.36% per cubic centimeter and gram, with it was pores with a surface diameter of up to 800 Å. Included the ratio was approximately 0.33 cc / g for surface pores and 0.34 cc / g for the internal pores that had an outer diameter of 270 Å or less.
Beispiel 2 Durch einen aus kugelförmigen Tonerdetabletten der im Beispiel 1 angegebenen Zusammensetzung, jedoch durch Aufsprühen einer Palladiumlösung, die etwa 9,3 g als PdCl2. in 1000 cm3 mit HCI angesäuertem destilliertem Wasser enthielt, anschließendes Brennen und Reduzieren hergestellten, 0,050/0 Palladium enthaltenden, in einer Reaktionskolonne befindlichen Katalysator wurde ohne vorhergehende Wasserstoffbehandlung einen Monat lang ein Gasgemisch folgender Zusammensetzung geleitet: Athylen . . 70,000/0 Methan . . 27,00°/o Propylen . 1,200/0 Athin 0,35 °/o Wasserstoff . . 0,70% Die Verfahrenstemperaturen schwankten zwischen 54 und 660 C bei einem Druck von 365 atü. Die Durchlaufgeschwindigkeit betrug das 500fache Volumen an Gas und mehr pro Stunde, bezogen auf das Katalysatorschichtvolumen. Während des Verfahrensverlaufes wurde der Katalysator wiederholt regeneriert, um seine Beständigkeit nach jedesmaliger Regenerierung nachzuweisen. Im allgemeinen wurde die Regenierung derart durchgeführt, daß eine zu 950/0 aus Wasserdampf und zu 50/0 aus Luft bestehende Gasmischung bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 1000 Volumen Gas, bezogen auf das Katalysatorschichtvolumen, bei einer Temperatur von etwa 4820 C durch die Katalysatorschicht geleitet und diese anschließend 8 Stunden lang mit Wasserstoff bei Mindesttemperaturen von etwa 4000 C behandelt wurde. Example 2 By a spherical clay tablets im Example 1 given composition, but by spraying a palladium solution, which is about 9.3 g as PdCl2. in 1000 cm3 distilled water acidified with HCI contained, subsequent firing and reducing produced, 0.050 / 0 palladium containing, located in a reaction column catalyst was without preceding Hydrogen treatment for one month with a gas mixture of the following composition directed: ethylene. . 70,000 / 0 methane. . 27.00% propylene. 1.200 / 0 Athin 0.35 ° / o hydrogen. . 0.70% The process temperatures varied between 54 and 660 C at a pressure of 365 atm. The throughput speed was 500 times Volume of gas and more per hour, based on the volume of the catalyst bed. While Over the course of the process, the catalyst was repeatedly regenerated to ensure its durability to be demonstrated after each regeneration. In general, the regeneration carried out in such a way that one consists of 950/0 water vapor and 50/0 air Gas mixture at a flow rate of 1000 volumes of gas, based on the catalyst bed volume, at a temperature of about 4820 C through the catalyst bed and then for 8 hours with hydrogen at minimum temperatures was treated at about 4000 C.
Die folgende Tabelle läßt die fast vollständige Entfernung des Äthins
erkennen. Tabelle II
Tabelle III Selektive Hydrierung von Methyläthin und Propadien
¢8) Analyse der Proben ergab, daß sie 0,020/0 Propadien enthielten. Während des Verfahrensablaufes fiel die Temperatur für kurze Zeit auf 380 C, und dabei stieg die Menge des im Ablauf enthaltenen Methyläthins auf 0,070!0 an. Daraus ist zu schließen, daß die Niedrigsttemperatur, bei der der Katalysator noch seine vollkommene Wirksamkeit zeigte, oberhalb 380 C liegt. [8) Analysis of the samples showed that they contained 0.020/0 propadiene. During the course of the process, the temperature fell to 380 ° C. for a short time, and the amount of methylethine contained in the effluent rose to 0.070%. From it it can be concluded that the lowest temperature at which the catalyst is still its showed complete effectiveness, is above 380 ° C.
In weiteren Versuchen wurden Gasmischungen angewendet, die Kohlenstoffmonoxyd enthielten. Derartige Gasgemische müssen bei Temperaturen behandelt werden, die um ungefähr 150 C höher liegen, wenn derselbe Grad der selektiven Hydrierung erreicht werden soll. In further experiments gas mixtures were used, the carbon monoxide contained. Such gas mixtures must be treated at temperatures that higher by about 150 C when the same level of selective hydrogenation is reached shall be.
Bei der selektiven Hydrierung des Gasgemisches nach Beispiel 2, das
jedoch noch 2,5°/o CO enthielt, mit dem gleichen Katalysator und bei einem Druck
von 275 atü wurden folgende Ergebnisse erzielt: Tabelle IV Selektive Hydrierung
von Methyläthin in Gegenwart von Kohlenstoffmonoxyd
Die Porenmengenmessungen, die in den Beispielen erwähnt werden, wurden nach der Methode von Benesi, Bonnar und Lee vorgenommen (Analytical Chemistry, S. 1963. Dec. 1955). Es handelt sich dabei um ein Tetrachlorkohlenstoff-Absorptionsverfahren. The pore amount measurements mentioned in the examples were made according to the method of Benesi, Bonnar and Lee (Analytical Chemistry, p. 1963 December 1955). It is a carbon tetrachloride absorption process.
Ungefähr 250 cmS eines 0,040/0 Palladium enthaltenen nach Beispiel 1 hergsetellten Katalysators in Kugelform wurden in eine Drehtrommel mit einem Durchmesser von 25 cm und einer Länge von ungefähr 15 cm geladen. Innerhalb der Trommel ist ein Schlägerwerk angebracht, dessen Schläger ungefähr 5 cm breit ist und die Länge der Trommel entlangläuft. Die Trommel drehte sich mit einer Geschwindigkeit von sechzig Drehungen pro Minute. 4 Stunden lang wurden die Kügelchen sowohl der Reibung gegeneinander als auch dem Schlägerwerk ausgesetzt. Approximately 250 cmS of a 0.040 / 0 palladium contained according to the example 1 manufactured catalyst in spherical shape were placed in a rotating drum with a diameter of 25 cm and a length of approximately 15 cm. Inside the drum is a racket is attached, the racket of which is about 5 cm wide and the length runs along the drum. The drum rotated at a speed of sixty rotations per minute. For 4 hours the beads were both exposed to friction exposed to each other as well as to the club.
Nach der Behandlung wurde ein 0,3%iger Gewichtsverlust festgestellt. Das sich am Boden ansammelnde Pulver ist als Bestandteil der Außenfläche anzusehen, während die verbliebenen Formkörper die Innenfläche oder den Kern des Katalysatorträgerkörpers bilden. Letztere wurden dann auch noch gepulvert. Die Pulvermengen wurden dann 11 2 Stunden lang bei einer Temperatur von 130 C getrocknet und einer Oberflächenporenmengenbestimmung unterzogen. Die erhaltenen Werte sind in der Tabelle V verzeichnet.A 0.3% weight loss was noted after the treatment. The powder that collects on the bottom is to be regarded as part of the outer surface, while the remaining shaped bodies form the inner surface or the core of the catalyst carrier body form. The latter were then also powdered. The powder amounts then became 11 Dried for 2 hours at a temperature of 130 C and a surface pore quantity determination subjected. The values obtained are shown in Table V.
Tabelle V Porenmengenmessungen an der Oberfläche
**) Durchtränkung des Tonerdeträgers mit der Palladiumsalzlösung. **) Soaking the alumina carrier with the palladium salt solution.
:*:) Bei Herstellung der Probe 4 wurde der pH-Wert der Tränkungslösung auf 0,2 erniedrigt, um die Hydrolyse des Palladiumsalzes an der Oberfläche der Katalysatorkörper zu verhindern.: * :) When preparing sample 4, the pH of the soaking solution was decreased to 0.2 to prevent hydrolysis of the palladium salt on the surface of the catalyst body to prevent.
Aus der Tabelle ist zu ersehen, daß an der Oberfläche der Katalysatorkörper 1 und 2, die durch Aufsprühen der Palladiumsalzlösung auf den Tonerdeträger hergestellt wurden, die Menge der Poren stets geringer ist als die Menge der Poren im Innern, während die Werte für innere Porenmengen und Außenoberflächenporenmengen bei den Katalysatorproben 3 und 4, deren Tonerdeträger mit Palladiumlösung durchtränkt wurden, ungefähr gleich sind. Die innere Porenmege ist bei den Proben 1 und 2 vergleichsweise kleiner als die innere Porenmenge der Proben 3 und 4, was darauf schließen läßt, daß beim Aufsprühen mehr Palladiumlösung im Innern des Trägers abgelagert wird als beim Durchtränken. Etwas stärker ausgeprägt ist der Unterschied in der Porenanzahl zwischen Innenraum und Oberfläche bei den Proben 1 und 2 bei Porendurchmessern von 270Å gegenüber denjenigen mit Durchmessern von 800 Å. From the table it can be seen that the catalyst body is on the surface 1 and 2, which are produced by spraying the palladium salt solution onto the alumina support the number of pores is always less than the number of pores inside, while the values for internal pore quantities and external surface pore quantities at the Catalyst samples 3 and 4, the alumina supports of which were soaked with palladium solution, are roughly the same. The internal pore size is comparative in samples 1 and 2 smaller than the internal pore amount of samples 3 and 4, which suggests that that when spraying more palladium solution is deposited in the interior of the carrier than while soaking. The difference in the number of pores is somewhat more pronounced between interior and surface in samples 1 and 2 with pore diameters of 270 Å versus those with a diameter of 800 Å.
Die Porenmengenwerte dürfen nicht mehr als 0,5 cm8/g bei einem Porendurchmesser von nicht mehr als 800 A betragen. Beim Brennen der mit der aufgespritzten Palladiums alzlösung getränkten Katalysatorkörper wird das auf der Oberfläche des Trägers verteilte Palladiumsalz in Palladiumoxyd umgewandelt und dadurch die Porenmenge sowohl auf der Oberfläche als auch im Inneren des Katalysatorkörpers verringert. Das Palladiumoxyd wird dann mit Wasserstoff zu Palladium reduziert. The pore quantity values must not exceed 0.5 cm8 / g with a pore diameter not exceeding 800 A. When firing with the sprayed-on palladium The catalyst body soaked in salt solution is distributed on the surface of the support Palladium salt converted into palladium oxide and thereby the amount of pores both on the surface as well as inside the catalyst body is reduced. The palladium oxide is then reduced to palladium with hydrogen.
40 Tage stellen die längstmögliche Verfahrensdauer bei Verwendung des frisch hergestellten Kataly- sators nach der Erfindung dar, wobei die besten Resultate noch bei einer Temperatur von etwa 930 C erhalten werden. 40 days represent the longest possible duration of the procedure if used of the freshly made catalyst sators according to the invention, with the best Results can still be obtained at a temperature of about 930 ° C.
Die Regenerierung des erschöpften Katalysators erfolgt durch eine 8 Stunden dauernde Behandlung mit Wasserdampf bei einer Temperatur von etwa 4000 C, an die sich die Reduktion mittels Flaschenwasserstoffs anschließt und dann abgekühlt wird. Der regenerierte Katalysator bewirkt in einer 20tätigen Verfahrensdauer wiederum die 95- bis 1000/obige Entfernung des in Rohgasmischungen enthaltenen Propadiens. Während des Prozesses verlagert sich die aktive Zone in der Katalysatorschicht von der Gaseintrittszone mit derselben Geschwindigkeit wie beim Verfahrensgang mit dem Frischkatalysator nach der Gasaustrittszone. Die Gesamtverfahrensdauer mit dem frischen und einmal regenerierten Katalysator beträgt somit 60 Tage, wobei die Zerreibfestigkeit der Katalysatorkörper nach wie vor gleichblieb. The exhausted catalyst is regenerated by a Treatment with steam for 8 hours at a temperature of about 4000 C, followed by the reduction using bottled hydrogen and then cooled will. The regenerated catalyst works again in a 20 day process time the 95 to 1000 / above removal of the propadiene contained in raw gas mixtures. During the process, the active zone in the catalyst layer shifts from the gas entry zone at the same speed as in the process with the Fresh catalyst after the gas outlet zone. The total duration of the procedure with the fresh and once regenerated catalyst is thus 60 days, the attrition strength the catalyst body remained the same as before.
Beim Entladen der Katalysatorschicht wurden keine zerstümmelten oder zerbrochenen Katalysatorkörper festgestellt.When the catalyst layer was discharged, no disintegrated or broken catalyst body was found.
Gegenüber den bekannten durch Kupfer, Silber oder Gold aktivierten Palladiumkatalysatoren stellt der erfindungsgemäße Katalysator einen nicht aktivierten Katalysator dar, der eine höhere Selektivität für die Wasserstoffanlagerung an Acetylene zwecks deren Überführung in Olefine aufweist, wie aus der nachstehenden Vergleichstabelle zu entnehmen ist. Compared to the known activated by copper, silver or gold Palladium catalysts, the catalyst according to the invention represents a non-activated one Catalyst that has a higher selectivity for hydrogen addition to acetylenes for the purpose of converting them into olefins, as shown in the comparison table below can be found.
Tabelle VI Selektive Hydrierung von Methylacetylen und von Propadien
in einem Propylen-Gasgemisch
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US1171901XA | 1958-07-15 | 1958-07-15 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1171901B true DE1171901B (en) | 1964-06-11 |
Family
ID=22371406
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEC19396A Pending DE1171901B (en) | 1958-07-15 | 1959-07-14 | Process for the removal of acetylenes and diolefins from hydrocarbon gases or their mixtures by selective hydrogenation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1171901B (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1290930B (en) * | 1965-03-18 | 1969-03-20 | Basf Ag | Process for the removal of small amounts of acetylene from hydrocarbon mixtures consisting essentially of ethylene by selective hydrogenation |
DE2647172A1 (en) * | 1975-10-23 | 1977-05-05 | Toyota Motor Co Ltd | CATALYST FOR CLEANING COMBUSTION ENGINE EXHAUST GASES |
DE3736557A1 (en) * | 1987-10-28 | 1989-05-11 | Sued Chemie Ag | CATALYST FOR THE SELECTIVE HYDROGENATION OF MULTIPLE UNSATURATED HYDROCARBONS |
US11478780B2 (en) | 2019-01-17 | 2022-10-25 | Shell Usa, Inc. | Bimetallic nanoparticle-based catalyst, its use in selective hydrogenation, and a method of making the catalyst |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4566C (en) * | Dr. CL. WINKLER in Freiberg | Process for the production and application of particularly effective contact substances | ||
DE253160C (en) * | 1900-01-01 | |||
US802889A (en) * | 1904-04-07 | 1905-10-24 | Turner Tanning Machinery Co | Grinder for leather-shaving machines. |
DE534475C (en) * | 1929-11-28 | 1931-09-26 | I G Farbenindustrie Akt Ges | Process for removing acetylene from gas mixtures containing acetylene |
-
1959
- 1959-07-14 DE DEC19396A patent/DE1171901B/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4566C (en) * | Dr. CL. WINKLER in Freiberg | Process for the production and application of particularly effective contact substances | ||
DE253160C (en) * | 1900-01-01 | |||
US802889A (en) * | 1904-04-07 | 1905-10-24 | Turner Tanning Machinery Co | Grinder for leather-shaving machines. |
DE534475C (en) * | 1929-11-28 | 1931-09-26 | I G Farbenindustrie Akt Ges | Process for removing acetylene from gas mixtures containing acetylene |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1290930B (en) * | 1965-03-18 | 1969-03-20 | Basf Ag | Process for the removal of small amounts of acetylene from hydrocarbon mixtures consisting essentially of ethylene by selective hydrogenation |
DE2647172A1 (en) * | 1975-10-23 | 1977-05-05 | Toyota Motor Co Ltd | CATALYST FOR CLEANING COMBUSTION ENGINE EXHAUST GASES |
DE3736557A1 (en) * | 1987-10-28 | 1989-05-11 | Sued Chemie Ag | CATALYST FOR THE SELECTIVE HYDROGENATION OF MULTIPLE UNSATURATED HYDROCARBONS |
US11478780B2 (en) | 2019-01-17 | 2022-10-25 | Shell Usa, Inc. | Bimetallic nanoparticle-based catalyst, its use in selective hydrogenation, and a method of making the catalyst |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69633472T3 (en) | Catalyst and process for the hydrogenation of alkynes | |
EP1242181B1 (en) | Pd-ag supported catalyst for the selective hydrogenation of alkines and dienes | |
DE2107568C3 (en) | Process for purifying hydrocarbons by selective hydrogenation | |
DE1249228C2 (en) | HYDRATION CATALYST | |
DE1568542B2 (en) | Process for the catalytic conversion of butadiene and n-butene-1 -containing C deep 4 hydrocarbons | |
DE2018244A1 (en) | Process for the regeneration of hydrogenation catalysts | |
DE1171901B (en) | Process for the removal of acetylenes and diolefins from hydrocarbon gases or their mixtures by selective hydrogenation | |
DE1545297C3 (en) | Process for the selective hydrogenation of pyrolysis benzia | |
DE1545261B2 (en) | Process for the continuous catalytic refining of hydrocarbon oils | |
DE2059978C3 (en) | Process for the selective hydrogenation of unsaturated hydrocarbons | |
DE4109312C2 (en) | Process for removing antimony hydride from liquid hydrocarbon feeds | |
DE1290930B (en) | Process for the removal of small amounts of acetylene from hydrocarbon mixtures consisting essentially of ethylene by selective hydrogenation | |
DE1133890B (en) | Process for the polymerization of olefins | |
DE1052979B (en) | Process for the removal of acetylene from a gas mixture predominantly containing ethylene by selective hydrogenation | |
DE1284403B (en) | Process for the production of palladium-heavy metal-alumina catalysts for the removal of acetylenes and diolefins from gas mixtures predominantly containing monoolefins by selective hydrogenation | |
DE1198809B (en) | Process for the removal of acetylenes and diolefins from gas mixtures mainly containing monoolefins by selective hydrogenation | |
DE1542031C (en) | Process for the regeneration of exhausted activated carbon catalysts containing nickel or cobalt | |
DE898742C (en) | Process for the production of monoolefins | |
DE1259843C2 (en) | PROCESS FOR THE REGENERATION OF LAYERED CLEANING COMPOUNDS FOR OLEFINS | |
DE1542049C3 (en) | ||
DE1131658B (en) | Process for the selective hydrogenation of hydrocarbons in the liquid state | |
DE1903655C (en) | Molecular sieve and process for its manufacture | |
DE1642943C (en) | Process for the regeneration of catalysts | |
DE857373C (en) | Processing method for aqueous solutions of acrylonitrile | |
DE919734C (en) | Process for removing sulfur compounds from combustible gases |