DE1215132B - Process for the catalytic isomerization of olefins which do not contain a terminal double bond to 1-olefins - Google Patents
Process for the catalytic isomerization of olefins which do not contain a terminal double bond to 1-olefinsInfo
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Description
Verfahren zur katalytischen Isomerisierung von Olefinen, die keine
endständige Doppelbindung enthalten, zu Olefinen Es ist bekannt, Olefine, die keine
endständige Doppelbindung enthalten, in Olefine mit endständiger Doppelbindung katalytisch
umzuwandeln. Die bekannten Methoden sind auf niedrige Temperaturen beschränkt, da
sich bei Verwendung von höheren Temperaturen unerwünschte Nebenreaktionen ergeben,
wie eine weitere Dehydrierung und Crackung. Jedoch begünstigen höhere Temperaturen
die Herstellung von l-Olefinen, wie dies aus den Gleichgewichtsdaten der folgenden
Tabelle I ersichtlich ist: Tabelle I
Es ist zwar möglich, auch mit den bekannten Magnesiumoxydkatalysatoren bei Temperaturen von etwa 650"C eine 400/,ige Umwandlung von Buten-(2) zu Buten-(1) zu erzielen. Doch sind die Quellen an Magnesiumoxyd begrenzt, und außerdem finden hierbei unerwünschte Nebenreaktionen statt, insbesondere eine Dehydrierung und/oder Bildung von Aromaten. So werden z. B. nach diesem bekannten Verfahren fast 12 Molprozent Butadien und etwa 25 Molprozent C8-Verbindungen und leichtere Gase gebildet, und die Menge an zersetzten Butenen beträgt etwa 55 Molprozent. Demgegenüber beträgt unter vergleichbaren Bedingungen der Prozentsatz an Buten, der mit dem erfindungsgemäßen Katalysatorsystem zersetzt wird, nur etwa 2 bis 3,5 Molprozent bei wesentlich höheren Ausbeuten an dem gewünschten Buten-(1). It is possible, also with the known magnesium oxide catalysts at temperatures of about 650 "C a 400% conversion of butene- (2) to butene- (1) to achieve. However, the sources of magnesium oxide are limited, and moreover can be found unwanted side reactions take place here, in particular dehydration and / or Formation of aromatics. So z. B. by this known method almost 12 mole percent Butadiene and about 25 mole percent C8 compounds and lighter gases are formed, and the amount of butenes decomposed is about 55 mole percent. In contrast, is under comparable conditions, the percentage of butene that with the invention Catalyst system is decomposed, only about 2 to 3.5 mole percent at much higher levels Yields of the desired butene- (1).
Es ist auch bekannt, Katalysatoren zu verwenden, die schwarzes Chromoxyd enthalten, was von den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten grünen oder echten Chrom(III)-oxydkatalysatoren unterschieden werden muß. Mit den bekannten, schwarzes Chromoxyd enthaltenen Katalysatoren wird bei relativ niedrigen Temperaturen, nämlich unter 450"C gearbeitet, was die Ausbeuten an 1-Olefinen erniedrigt, da ja, wie in Tabelle I gezeigt wurde, bei niedrigen Temperaturen das Gleichgewicht zugunsten der Olefine, die keine endständige Doppelbindung enthalten, verschoben ist. It is also known to use catalysts containing black chromium oxide contain what of the green or used by the method according to the invention real chromium (III) oxide catalysts must be distinguished. With the well-known black Chromium oxide containing catalysts is used at relatively low temperatures, viz worked below 450 "C, which lowers the yields of 1-olefins, since yes, as in Table I was shown to favor equilibrium at low temperatures the olefins which do not contain a terminal double bond is shifted.
Demgegenüber ist es bei Durchführung der vorliegenden Erfindung möglich, Olefine, die keine endständige Doppelbindung enthalten, bei relativ hohen Temperaturen zu behandeln, um 1-Olefine in gesteigerten Ausbeuten und ohne unerwünschte Nebenreaktionen, wie weitere Dehydrierung und Crackung, zu erzielen. In contrast, when carrying out the present invention, it is possible Olefins that do not contain a terminal double bond at relatively high temperatures to treat 1-olefins in increased yields and without undesired side reactions, how to achieve further dehydration and cracking.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur katalytischen Isomerisierung von Olefinen, die keine endständige Doppelbindung enthalten, zu Olefinen mit endständiger Doppelbindung mittels eines Chromoxydkatalysators besteht darin, daß man ein Olefin mit einer nicht endständigen Doppelbindung mit einem Chromtrioxyd-Aluminiumoxyd-Katalysator, der aus 5 bis 60 Gewichtsprozent Chromoxyd und der Rest aus Aluminiumoxyd besteht, bei einer Durchsatzgeschwindigkeit von 50 bis 5000Volumen Kohlenwasserstoff pro Volumen Katalysator pro Stunde und bei einer Temperatur von 510 bis 704"C in Gegenwart von Wasserdampf in einem molaren Verhältnis von Wasserdampf-Olefin von 1: 1 bis 30: 1 in Berührung bringt. The inventive method for the catalytic isomerization of Olefins which do not contain a terminal double bond to olefins with a terminal double bond Double bond by means of a chromium oxide catalyst consists in the fact that one is an olefin with a non-terminal double bond with a chromium trioxide-aluminum oxide catalyst, which consists of 5 to 60 percent by weight of chromium oxide and the remainder of aluminum oxide, at a throughput rate of 50 to 5000 volumes of hydrocarbon per Volume of catalyst per hour and at a temperature of 510 to 704 "C in the presence of water vapor in a molar ratio of Steam olefin from 1: 1 to 30: 1.
Das Verfahren der Erfindung kann in einer üblichen Vorrichtung ausgeführt werden. Die Isomerisierung wird gewöhnlich in einem Festbettreaktor und die Trennung des Reaktionsproduktes durch Kondensierung des Wasserdampfes aus dem Kohlenwasserstoff und Abtrennung des in dem Kohlenwasserstoff vorhandenen os-Olefins durchgeführt. Die nicht endständig gebundenen Olefine, die bei der Trennung rückgewonnen werden, werden gewöhnlich in das Verfahren zurückgeführt. Nach längerem Gebrauch ist gewöhnlich eine oxydative Regenerierung des Katalysators notwendig. Hierdurch werden etwaige Kohlenstoffablagerungen auf dem Katalysator entfernt. Die Länge des Verfahrenskreislaufs beträgt gewöhnlich 10 bis I00 Stunden. Die Reaktionstemperatur liegt zwisclien 510 und 704°C und vorzugsweise zwischen 552 und 677"C. Wie im vorigen angegeben, begünstigen die höheren Temperaturen thermodynamisch die Bildung von 1-Olefinen gegenüber niedrigeren Temperaturen, jedoch verursachen sehr hohe Temperaturen eine Zersetzung des Ausgangsmaterials. Bei Arbeit in den obigen Temperaturbereichen unter den erfindungsgemäßen Bedingungen wird eine genügende Umwandlung ohne zu starke Zersetzung erhalten. Bei Ausführung der Erfindung werden 1 bis 30 Mol Wasserdampf pro Mol Kohlenwasserstoff, vorzugsweise jedoch 4 bis 15 Mol Wasserdampf pro Mol Kohlenwasserstoffverwendet. Während die stündliche Durchsatzgeschwindigkeit in weiten Grenzen, d. h. von 50 bis 5000 Volumen Kohlenwasserstoff pro Volumen Katalysator pro Stunde schwanken kann, ist eine Durchsatzgeschwindigkeit von 100 bis 2000 Volumen pro Volumen Katalysator vorzuziehen. Ein Druck von Atmosphärendruck bis zu 7 at wird gewöhnlich angewandt, obwohl auch höhere oder niedrigere Drücke verwendet werden können. The method of the invention can be carried out in conventional apparatus will. The isomerization is usually done in a fixed bed reactor and the separation of the reaction product by condensation of the water vapor from the hydrocarbon and separation of the os-olefin present in the hydrocarbon is carried out. The non-terminally bound olefins that are recovered in the separation, are usually returned to the process. After prolonged use is common an oxidative regeneration of the catalyst is necessary. This will make any Removed carbon deposits on the catalyst. The length of the procedural cycle is usually 10 to 100 hours. The reaction temperature is between 510 and 704 ° C and preferably between 552 and 677 "C. As indicated above, favor the higher temperatures thermodynamically the formation of 1-olefins versus lower ones Temperatures, however, very high temperatures cause the starting material to decompose. When working in the above temperature ranges under the conditions according to the invention Sufficient conversion is obtained without excessive decomposition. When executing According to the invention, 1 to 30 moles of water vapor per mole of hydrocarbon are preferred however, 4 to 15 moles of water vapor per mole of hydrocarbon are used. While the hourly throughput speed within wide limits, d. H. from 50 to 5000 volumes Hydrocarbon per volume of catalyst per hour is a flow rate from 100 to 2000 volumes per volume of catalyst is preferable. A pressure of atmospheric pressure up to 7 atm is usually used, although higher or lower pressures are also used can be used.
Der bei der Erfindung verwendete Katalysator besteht aus 5 bis 60 Gewichtsprozent Chromoxyd zusammen mit Aluminiumoxyd, das den verbleibenden Rest darstellt. Dieser Katalysator kann durch gemein same Ausfällung, Imprägnierung, Mischen oder durch irgendeine andere bekannte Maßnahme zur Herstellung eines solchen Katalysators hergestellt werden. The catalyst used in the invention consists of 5 to 60 Percentage by weight of chromium oxide together with aluminum oxide, which is the remainder represents. This catalyst can by common precipitation, impregnation, Mixing or by any other known means of making one Catalyst are produced.
Das vorliegende Verfahren ist besonders für die Isomerisierung von nicht endständig gebundenen Olefinen mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen in der längsten geraden Kette geeignet. Jedoch können auch höhere Olefine, z. B. mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen in gerader Kette verwendet werden. Das thermodynamische Gleichgewicht ist aber weniger günstig, so daß nur niedrigere Ausbeuten an 1-Olefinen erhalten werden. Beispiele für solche nicht endständig gebundene 1-Olefine sind - Buten-(2), 2-Methylbuten-(2), Penten-(2), 3-Methylpenten-(2), Hexen-(2), Hexen-(3), 3-Äthylhexen-(2), Oeten-(2), Octen-(3), Octen-(4), 4-Äthylocten-(3) und ähnliche. The present process is particularly for the isomerization of non-terminally bonded olefins with 4 to 6 carbon atoms in the longest straight chain suitable. However, higher olefins, e.g. B. with up to 8 carbon atoms can be used in a straight chain. But the thermodynamic equilibrium is less favorable, so that only lower yields of 1-olefins are obtained. Examples for such non-terminally bound 1-olefins are - butene- (2), 2-methylbutene- (2), Pentene (2), 3-methylpentene (2), hexene (2), hexene (3), 3-ethylhexene (2), oetene (2), Octene (3), octene (4), 4-ethyloctene (3) and the like.
Die vorliegende Erfindung soll nun an Hand der folgenden Beispiele. näher erläutert werden, worin Buten-(2) zu Buten-(1) isomerisiert wird. The present invention will now be made by way of the following examples. are explained in more detail, in which butene- (2) is isomerized to butene- (1).
Beispiel Ein Katalysator wurde dmch Imprägnierung von y-Aluminiumoxydtabletten bis zu einer geregelten Tiefe mit einer wäßrigen Lösung von Chromsäurehergestellt, die Flüssigkeit abtropfen gelassen, getrock- net und bei 532°C während 12 Stunden und bei 954°C während 28 Stunden calciniert. Der Endkatalysator enthält ungefähr 20°/o Cr2O3 und 80°/o AlsO3. Dieser war nahezu vollständig eine feste Lösung von Chromoxyd und oc-Aluminiumoxyd. Zur Herstellung eines imprägnierten Katalysators »von geregelter Tiefe« wurde Aluminiumoxyd fein gemahlen und mit einem Bindemittel, wie hydriertem Maisöl gemischt, wonach das Material tablettiert wurde. Example A catalyst was produced by impregnating γ-aluminum oxide tablets made to a regulated depth with an aqueous solution of chromic acid, let the liquid drain off, dry net and at 532 ° C for 12 hours and calcined at 954 ° C for 28 hours. The final catalyst contains approximately 20% Cr2O3 and 80% AlsO3. This was almost entirely a solid solution of Chromium oxide and oc-aluminum oxide. For the production of an impregnated catalyst "From a regulated depth" aluminum oxide was finely ground and mixed with a binder, such as hydrogenated corn oil, after which the material was tabletted.
Diese Tabletten wurden teilweise bei einer Temperatur von 600°C 10 Minuten lang calciniert, wonach die Tabletten gekühlt und in die Chromsäurelösung eingetaucht wurden. Diese erste Calcinierung entfernt nur das der Katalysatoroberfläche. nahe Bindemittel,. so daß die Lösung nicht in das Zentrum der Tablette während des Eintauchens eindringt. Die Hochtemperaturcalcinierung, der die Tabletten nach dem Eintauchen unterworfen wurden, entfernt den Rest an Bindemittel, so daß der Endkatalysator vollständig porös ist.These tablets were partially at a temperature of 600 ° C 10 Calcined for minutes, after which the tablets were cooled and placed in the chromic acid solution were immersed. This first calcination only removes that of the catalyst surface. close binders ,. so that the solution does not get into the center of the tablet during the Immersion penetrates. The high temperature calcination that the tablets after Immersion removed the remainder of the binder, leaving the final catalyst is completely porous.
Ein Kohlenwasserstoffstrom mit einem Gehalt an 990/, Buten-(2) wurde
dann über den Katalysator geleitet, der wie oben hergestellt worden war, und zwar
mit einer stündlichen Durchsatzgeschwindigkeit von 400 Volumen Kohlenwasserstoff
pro Volumen Katalysator, einem Verhältnis von Wasserdampf-Buten-(2) von 12: 1 und
bei Atmosphärendruck und 610°C in einem rostfreien Stalllreaktor. Die bei diesem
Versuch erhaltenen Daten sind im folgenden angegeben:
Die Daten zeigen die gute Isomerisierung bis zu. The data show the good isomerization up to.
143 Stunden ohne Verlust an Katalysatoraktivität, was darauf hinweist, daß die Wirksamkeit des Katalysators 200 Stunden oder mehr ohne Bedampfung anhält und daß mit einer mutmaßlichen Katalysatorlebensdauer von 6 Monaten und sogar 1 Jahr oder mehr gerechnet werden kann.143 hours with no loss of catalyst activity, indicating that the effectiveness of the catalyst lasts for 200 hours or more without vaporization and that with a presumed catalyst life of 6 months and even 1 Year or more can be expected.
Bei diesen Versuchen wurde eine Arbeitsdauer vou 48 Stunden eingehalten und aus dem gesammelten Reaktionsprodukt eine Probe entnommen. Der Katalysator wurde hierauf regeneriert und wieder 4 Stunden gearbeitet und dann eine weitere Probe entnommen. A working time of 48 hours was observed in these tests and a sample is taken from the collected reaction product. The catalyst was then regenerated and worked again for 4 hours and then another sample taken.
Auf diese Weise wurden Abfiußproben vor und nach Bedampfung und Regenerierung des Katalysators erhalten.In this way, drain samples were taken before and after steaming and regeneration of the catalyst obtained.
Aus diesen Versuchen kann ersehen werden, daß relativ hohe Umwandlungen von Olefinen mit nicht endständiger Doppelbindung zu 1-Olefinen mit einem Chromoxyd-Aluminiumoxyd-Katalysator bei relativ hohen Temperaturen in Gegenwart von Wasserdampf erhalten werden können. From these experiments it can be seen that the conversions are relatively high from olefins with non-terminal double bonds to 1-olefins with a chromium oxide-aluminum oxide catalyst at relative obtained high temperatures in the presence of water vapor can be.
Um die Bedeutung der Anwesenheit von Wasserdampf bei dem Verfahren der Erfindung zu erläutern, wurden im folgenden zwei Versuche gemäß dem Beispiel angestellt mit der Ausnahme, daß kein Wasserdampf vorhanden war. Einer dieser Versuche wurde bei einer Durchsatzgeschwindigkeit von 400, wie im Beispiel, und der andere bei einer Durchsatzgeschwindigkeit von 5200 durchgeführt. In beiden Fällen wurde der Reaktor durch Kohlenstoff innerhalb 2 Stunden Arbeitsdauer verstopft. Nach Entfernung aus dem Reaktor war der Katalysator mit Eisenoxyd verunreinigt, welches anscheinend von dem Reaktorwerkstoff aus rostfreiem Stahl herrührte. Derartige Störungen können im wesentlichen vermieden werden, wenn erfindungsgemäß in Anwesenheit von Wasserdampf gearbeitet wird. To the importance of the presence of water vapor in the process To explain the invention, two experiments were carried out according to the example below employed except that there was no water vapor. One of those attempts was at a throughput speed of 400, as in the example, and the other performed at a throughput speed of 5200. In both cases it was the reactor clogged with carbon within 2 hours of work. After removal from the reactor the catalyst was contaminated with iron oxide, which apparently originated from the stainless steel reactor material. Such disturbances can can be essentially avoided if according to the invention in the presence of water vapor is being worked on.
Da der Katalysator bei den beiden vorhergehenden Versuchen mit Eisen verunreinigt war, wurden zwei zusätzliche Versuche unter den Bedingungen der beiden vorhergehenden Versuche unternommen, nur daß ein Glasreaktor verwendet wurde. Weniger als 2°/o des Buten-(2) wurden zu Buten-(1) bei jeder Durchsatzgeschwindigkeit und auch vor oder nach Bedampfung isomerisiert. Während der Bedampfungsperiode ließ man Luft über den Katalysator zur Entfernung des Verkokungsniederschlages strömen. Bei beiden Durchsatzgeschwindigkeiten ging der Kohlenniederschlag auf den Katalysator über 15 °/o des Katalysatorgewichts hinaus. As the catalyst in the two previous experiments with iron was contaminated, two additional trials were made under the conditions of the two previous attempts were made except that a glass reactor was used. Fewer as 2% of the butene- (2) became butene- (1) at each throughput rate and also isomerized before or after vapor deposition. Left during the steaming period air is passed over the catalyst to remove the coking precipitate. At both throughput rates, the carbon precipitate fell on the catalyst over 15% of the weight of the catalyst.
Die nach der erfindungsgemäßen Methode hergestellten 1-Olefine eignen sich besonders zur Herstellung von Polymeren und besonders Copolymeren mit Äthylen in Gegenwart eines Chromoxydkatalysators, wie er im deutschen Patent 1 117 309 angegeben ist. Ebenso eignen sich diese 1-Olefine besonders zur Herstellung von Polymeren mit anderen Katalysatorsystemen, z. B. metallorganischen Katalysatoren. The 1-olefins prepared by the method according to the invention are suitable particularly suitable for the production of polymers and especially copolymers with ethylene in the presence of a chromium oxide catalyst as indicated in German Patent 1,117,309 is. These 1-olefins are also particularly suitable for the production of polymers with other catalyst systems, e.g. B. organometallic catalysts.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US61433556A | 1956-10-08 | 1956-10-08 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1215132B true DE1215132B (en) | 1966-04-28 |
Family
ID=602385
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEP19422A Pending DE1215132B (en) | 1956-10-08 | 1957-10-04 | Process for the catalytic isomerization of olefins which do not contain a terminal double bond to 1-olefins |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1215132B (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2361613A (en) * | 1942-06-12 | 1944-10-31 | Phillips Petroleum Co | Isomerization of hydrocarbons |
US2387994A (en) * | 1941-01-02 | 1945-10-30 | Phillips Petroleum Co | Isomerization of 1-olefins to 2-olefins |
US2403671A (en) * | 1942-05-04 | 1946-07-09 | Phillips Petroleum Co | Isomerization of olefinic hydrocarbons |
-
1957
- 1957-10-04 DE DEP19422A patent/DE1215132B/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2387994A (en) * | 1941-01-02 | 1945-10-30 | Phillips Petroleum Co | Isomerization of 1-olefins to 2-olefins |
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US2361613A (en) * | 1942-06-12 | 1944-10-31 | Phillips Petroleum Co | Isomerization of hydrocarbons |
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