DE1418654A1 - Process for the isomerization of hydrocarbons - Google Patents
Process for the isomerization of hydrocarbonsInfo
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Description
"Verfahren zur Inomerisierung von Kohlenwasserstoffen" Die Erfubdybg vezieht nich auf ein Verfahren zur Inomerisation von Paraffinkohlenwasscratoffen. Der Ausdruck "Isomerisation" umfaaot oowohl die Umwandlung von RorBalparaffincn in laoparaffine ale auch die Unwandlung von laoparaffinen in Isoparaffine mit h~herem Verzweigungsgrad. "Process for the inomerization of hydrocarbons" Die Erfubdybg does not refer to a process for the polymerization of paraffin hydrocarbons. The term "isomerization" also includes the conversion of RorBalparaffin in lao-paraffins also the conversion of lao-paraffins into isoparaffins with a higher rate Degree of branching.
Die Isomerisation von Paraffinkohlenwasserstoffen im Benzin-Siedebereich iot sine geeignete méthode sur rhb der Oktanzahl von Benzinfraktionen. Besonders geeignot fUr diese Behandlung g sind Hexan- oder Pentan-Hexan-Fraktionen. Diese Fraktionen enthalten jedoch nicht nur Normal-und Inoparaffine, sondera auch Cycloparaffine, die sich nicht aufbessern lassen, alch viermehr sogar nachteilig im Isomerisationsproze# auswirken. Aus den nachstehend aufgef³hrten Siedepunkten der verschiedenen C6-Kohlenwasserstoffe ist jedoch sogleich zu erkennon, daß methylcyclopentan so dicht bei n-Hexan siedet, da# eine Trennung der beiden Verbindungen durch Fraktionierung praktiach unm~glich piat : 2. 2-Limethylbutan 49,7# 2,3-Dimethylbutan 58,0# 2-Xethylpentan 60,3# 3-Uethylpentan 63. 30 N-Hexan 68,7# Methylcyclopentan 71,8# Benzol 80,1# Cyclohexan 80,7 lenn daher ein IoomerisationsprozaB nicht nit einem Verfahren zur Trennung nach Kohlenwassoratofttypen, beispielsweise mit colcktiver Adsorption an Molekularsieben, kombiniert wird, findet die Isomeriaation in Gegenwart von Cycloparaffinen otatt und, was wichtigor test, wenn die nicht urgesstzten Produkte im Kreislauf gef³hrt worden, reichern sich die Cycloparaffine im 5ysten an.The isomerization of paraffinic hydrocarbons in the gasoline boiling range iot sine suitable méthode sur rhb of the octane number of gasoline fractions. Particularly Hexane or pentane-hexane fractions are suitable for this treatment. These However, fractions contain not only normal and inoparaffins, but also cycloparaffins, which cannot be improved, alch four more even disadvantageous in the isomerization process # impact. From the boiling points of the various C6 hydrocarbons listed below it can be seen immediately, however, that methylcyclopentane boils so close to n-hexane, since a separation of the two compounds by fractionation is practically impossible Plat: 2. 2-Limethylbutane 49.7 # 2,3-Dimethylbutane 58.0 # 2-Xethylpentane 60.3 # 3-Uethylpentane 63. 30 N-hexane 68.7 # methylcyclopentane 71.8 # benzene 80.1 # cyclohexane 80.7 Therefore, a zoomerization process cannot be combined with a process for separation according to hydrocarbon types, for example with colcktiver adsorption on molecular sieves, is combined, the isomerization takes place in the presence of cycloparaffins and, what is important test, if the non-reassigned products are in circulation the cycloparaffins accumulate in the 5th.
Gegenstand der Erfindung ist ein Isomerisationsverfahren zur Behandlung von Benzinfraktionen, die C6-'K enthalten, aber praktisch frei von C7-Kohlenwasserstoffen sind, die oberhalb des Siedepunktes von Cyclohexan siden, wobei das Cyolohexan durch Fraktionierung son Produkt getrennt wird und nicht oder ungen³gend umgoaetzte Bestandteile, die praktisch frei von Cyclohexan aind, im Kreislauf gef³hrt worden. The invention relates to an isomerization process for treatment of gasoline fractions that contain C6-'K, but practically free of C7 hydrocarbons are that siden above the boiling point of cyclohexane, with the cyolohexane through Fractionation so that the product is separated and no or insufficiently converted constituents, which are practically free of cyclohexane, have been circulated.
Ba Cyclohexan durch bekannte Fraktioniermethoden entfernt werden kann, ist das Yorfahren geais der Erfindung verh³ltnismõ#ig einfach, weint jedoch orheblicho Yortello auf. Da Uethylcyolopentan und Cyclohexan ihre algenon Ioomeren sind, findet einet reversible Reaktion statt, die die Mengenanteile joder Verbindung in der Roaktionazone beotimxt, und die Entfernung von CyclohexanausdenSystemverschiebtdieReaktion'inRichtung opiner weiteren Umwandlung von Methylcyclopentan in Cyclohexan. Ba cyclohexane can be removed by known fractionation methods can, proceeding according to the invention is relatively easy, but weeps orheblicho Yortello up. Because ethylcyolopentane and cyclohexane are their algenon Ioomeren are, a reversible reaction takes place, the proportions of each compound in the Roaktionazone beotimxt, and the removal of cyclohexane from the system shifted the reaction 'in the direction opine further conversion of methylcyclopentane to cyclohexane.
Au f diese Weise kann die Anreicherung von Methylcyclopentan verlangsamt und sogar effektiv unter einer oberen Gronse gehalten werden, die durch das Gleichgewicht zwischen den beiden Cycloparaffinen unter den angewendeten Isomerisationsbed bestimmt ist. Bei einer zu starken Anreicherung von Cycloparaffinen kann der Kreislauf f³r eine Zeit unterbrochen worden. f Dan Verfahren eignet sich besondere zur Behandlung von Einsatzmaterialien, deren Gehalt an C6-Cycloparaffinen verhõltnismõ#ig niedrig ist und beispielsweise unter 10 Gew.-% liegt. In this way, the accumulation of methylcyclopentane can be slowed down and even be effectively held under an upper gronse made by equilibrium determined between the two cycloparaffins under the applied isomerization conditions is. If the accumulation of cycloparaffins is too great, the circuit for been interrupted for a time. f Dan procedure is particularly suitable for treatment of input materials, their content of C6 cycloparaffins is relative is low and is, for example, below 10% by weight.
1-ic Fraktionierung zur Entfernung von Cyclohexan aus dem Produkt kann verteilhaft mit einer in einer oder mehroren Fraktionierkolonnen durchgef³hrten Fraktionierung zur Abtrennung der gew³nschten Isoparaffine Kombiniert werden. Wenn beispielsweise eine C-Fraktion behandelt wird, kann daa Produkt in eine Kopffraktion, die Dimethylbutane enthõlt, eine Ziochcnfraktion, die n-Hcxan und etwa vorhandenes # @ethylcyclopentan enthõlt und zur³ckgef³hrt wird, und aine aus Cyclohexan bestehonde Bodenfraktion getrennt werden. Die Methylpentane k~nnen in die Lopf- oder Zwischenfraktion - vorzugsweise die letztere - genommen werden, da sic sich in n die h~heroktanigen Bimethylbutane weiter umwandeln lassen.1-ic fractionation to remove cyclohexane from the product can be distributed with one or more fractionating columns Fractionation to separate the desired isoparaffins can be combined. if For example, a C fraction is treated, the product can be divided into a top fraction, the Dimethylbutane contains, a Ziochcnfraktion, the n-Hcxan and any existing # @ethylcyclopentane contains and is recycled, and aine consists of cyclohexane Soil fraction are separated. The methylpentanes can be in the lopf or intermediate fraction - preferably the latter - should be taken, as they are in the h ~ heroktanigen Let the bimethylbutane continue to convert.
» Sine vollstõndige Trennung zwischen den Dimethylbutanen und Methylpentanen ist nicht m~glich, da die Siedepunkte dicht zusammen liegen, so da# die Fraktionen in der Praxis nicht rein sind.“It's a complete separation between the dimethylbutanes and methylpentanes is not possible because the boiling points are close together, so that the fractions are not pure in practice.
Das Einsatzmaterial f³r das Isomerisationsverfahren kann such einer Fraktionierung zur Entfernung von Cyclohexan und gagebenenfulls von Isoparaffinen, die keine Umwandlung erfordern, z.B. von Bimethylbutanen, unterworfen werden. In diesom Fall kenn vor der Isomerisationszone eine einziges Fraktioniersystem verwendet worden, in das der Einsats eingef³hrt und su den @m das Reaktionsprodukt zur³ckgef³hrt wird. Ba die Siedepunkte von Cyclohoxan und Benzol dicht zusammen liegen, beateht die e K~glichkeit, da# eine gewisse Benzolmenge aus dem Einsatz mit t dem Cyclohexan entfornt wird, won der Einsatz Benzol c Lic Entfernung von Benzol durch Fraktioniorung wird jedoch durch die Bildung elle3 azootropen Cenischea kompliziert, und der Einsatz wird vor der Franktionierung vorzugsweLsc nach anderen Methoden behandelt, um etwa vorhandenes Benzol zu entfernen. F ierauf wird unten nGher eingeßangen.The feed to the isomerization process can be either Fractionation to remove cyclohexane and gagebenenfulls of isoparaffins, which do not require conversion, e.g. of bimethylbutanes, are subjected to. In in this case a single fractionation system can be used upstream of the isomerization zone into which the feed is introduced and the reaction product is returned to the @m will. If the boiling points of cyclohoxane and benzene are close together, it is concerned the possibility that a certain amount of benzene from the use with the cyclohexane is demolded, after which the use of benzene c Lic Removal of benzene by Fraktioniorung is, however, complicated by the formation of elle3 azootropic Cenichea, and its use is preferably treated according to other methods before the fractions, for example remove any benzene present. This is described in more detail below.
X e bovorzugte Ausf³hrungsform des Isomerisationsverfahrens wird unter Verwendung eines Katalysators, der *in Aluninlumhalocenid und ein hydrierendes Ketall auf eines hitzebestõndigon Ox. als Rager enthält, und in Gegenwart von Wasseratoff durchgef³hrt.X e preferred embodiment of the isomerization process is shown in Use of a catalyst, the * in Aluninlumhalocenid and a hydrogenating ketall on a heat-resistant indigon Ox. as contains rager, and in the present carried out by Wasseratoff.
Als Halogenid wird vorzugsweise Aluminiumchlorid im katalysator verwondet, jodoch kann auch Aluminiunbronid gebraucht worden.Aluminum chloride is preferably used as the halide in the catalyst, However, aluminum bronze can also be used.
Das Aluminiumhalogenid wird vorzugsweise in einer Menge von 3-20 Gew.-%, bezogen auf den Katalysator, verwendet. Das halogenid kann in den Katalysator eingearbeitet werden, indem dicter mit Aluminiumhalogeniddaapfen in Berührung gebracht wird. Lin etwaiger UborschuB an Aluminiumhalogenid kann anwchließond durch Erhitzen entfernt werden.The aluminum halide is preferably used in an amount of 3-20% by weight, based on the catalyst used. The halide can be incorporated into the catalyst by bringing it into contact with aluminum halide dice. Lin Any excess aluminum halide can subsequently be removed by heating will.
Als Hydriermetall k~nnen alle Stalle der Cruppon VIa und VIII des Periodiachen Systems verwendet worden, ton dnen bekanat inti daB aie wirkonn sind. Bevorzugt wird ein Uetall der Platingruppe, z. B. Platin oder Palladium, dan in einer linge von 0,01 bis 5,0 Gew.-% anwesend sein kann.All stables of Cruppon VIa and VIII des Periodic system has been used, they can be known that they are effective. Preferred is a platinum group metal, e.g. B. platinum or palladium, then in a little from 0.01 to 5.0 wt .-% can be present.
Das als Trõger verwendete hitzebestõndige Oxyd ist vorzugsweise Aluminiunoxyd, due vorzugsweise auo einen Aluminiumalkoholat hergestellt wird. Das Hydriermetall kann in jeder zweckmõ#igen Phase während oder nach der Herstellung des Aluminiumoxyda in don Katalysator eingearbeitet worden, beispielsweise wahrend der Hydrolyse, in sine Aufachlemmunß odor in ein Gel des hydratisierten Aluminiumoxyds oder nach der Calcinierung. Wird ein Metall der Platingruppe als Hydriernetall vorwondet, erfolgt seine Zugabe vorzugsweise durch Fõllung des Metalls aus einer L~sung mit Schwefelwasserstoff.The heat-resistant oxide used as a carrier is preferably aluminum oxide, which is preferably made from an aluminum alcoholate. The hydrogenation metal can be used in any expedient phase during or after the production of the aluminum oxide has been incorporated into the catalyst, for example during hydrolysis, in It can be dissolved in a gel of hydrated alumina or after Calcination. If a metal of the platinum group is prewondet as a hydrogen metal, it takes place its addition preferably by filling the metal from a solution with hydrogen sulfide.
Die Isomerisation kann unter folgenden Bedingungen in der Fl³ssig- oder Dampfphase vorgonommen worden: Temperatur 10 - 204#, vorzugsweise 65 - 177# Druck Normaldruck bis 141 kg/cm2 vorzugsweise 16,8 - 41 kg/cm2 Raumstr~mungsgeschwindigkeit, V/V/h 0,05 - 10, vorzugsweise 0,2 - 5 Molverhaltnis Wasserstoff/Kohlenwasserstoff 0,01-20:1, vorzugsweise 1,5-15:1 Der Einsatz kann au#er den C6-Kohlenwabserstoffen auch C5-und/oder C4-Kohlenwasserstoffe enthalten. Es ist zweckrõ#ig, wenn der Einsatz praktisch frei von Benzol ist, da decca ein Katalysatorgift ist. Der Benzolgehelt des Einsatzes liegt vorzugsweise unter 0,1 Gew.-%, insbesondere unter 0,01 Gew.-%.The isomerization can take place under the following conditions in the liquid or vapor phase: temperature 10 - 204 #, preferably 65 - 177 # Pressure normal pressure up to 141 kg / cm2, preferably 16.8 - 41 kg / cm2, room flow velocity, V / V / h 0.05-10, preferably 0.2-5 molar ratio hydrogen / hydrocarbon 0.01-20: 1, preferably 1.5-15: 1 The use can also be made of the C6 hydrocarbons also contain C5 and / or C4 hydrocarbons. It is useful when the use is practically free of benzene, as decca is a catalyst poison. The benzene acted of the use is preferably below 0.1% by weight, in particular below 0.01% by weight.
Das Benzol kann durch Sõurebehandlung oder nach anderen bekannten Methoden entfernt oder durch Hydrierung in Cyclohexan umgewandelt worden, wie beispielsweise in den britischen Patentanmeldungen 30927/59 und 729/60 beschrieben. Wenn das Benzol in Cyclohexon umgewandelt wird, ist es besonders zweckmõ#ig, das Verfahren gemõ# der Erfindung anzuwenden. Es ist ferner verteilhaft, wenn der Einsatz praktisch frei von z und Schwefel iot, wobei der Schwefclfehalt vorzugsweise unter 0,001 Gew.-% liegt. Diese beiden Stoffe k~nnen nach beliebigen geeigneten Methoden entfernt worden. Lecignote., Methoden zur Entfernung des Schwefels sind in den vorstehend genannten Fatentanmeldungen beschrieben. The benzene can be treated with acid or other known methods Methods removed or converted to cyclohexane by hydrogenation, such as described in British patent applications 30927/59 and 729/60. When the benzene is converted into cyclohexone, it is particularly expedient to use the process according to to apply the invention. It is also distributable if the use is practical free of z and sulfur iot, the sulfur content preferably below 0.001% by weight lies. These two substances can be removed by any suitable method. Lecignote., Methods for removing the sulfur are in the above Fatent applications described.
Nach einer weiteren Ausf³hrungsform des Verfahrens gemõ# der Erfindung kann das Cyclohexan zu Benzol dehydriert worden. According to a further embodiment of the method according to the invention the cyclohexane may have been dehydrated to benzene.
Lieces Verfahren kann mit beliebigen bekannten Dehydrierunßakatalyoatoron, @atalysatoren, beispielsweise Metallen oder Metallverbindungen der Gruppe Vla und VIII des Periodischen Systems, ausgef³hrt werden. Der Katalysator kann auf einem hitzebestõndigen Oxyd, vorzugsweise einem hitzebestõndigen Metalloxyd, z.B. Aluminiumoxyd, aufbracht coin. Dia Menge deo Dehydrierkatalysators kenn zwischen 1 und 25 Cet.-% liegen, wenn ke cota der Platingruppe, sondern andere Metalle bzw. metallverbindungen verwendet werden, und 1 betõgt 0,01 bis 5 Gew.-%. wenn Metalle der Platingruppe verwendet werden. Liece's process can be carried out with any of the known dehydrogenation catalysts, @Catalysts, for example metals or metal compounds from group Vla and VIII of the Periodic Table. The catalyst can be on a heat-resistant oxide, preferably a heat-resistant metal oxide, e.g. aluminum oxide, applies coin. The amount of deo dehydrogenation catalyst is between 1 and 25 cet .-% lie if ke cota of the platinum group, but other metals or metal compounds can be used, and 1 is 0.01 to 5% by weight. when platinum group metals be used.
Geeignet als Katalysatoren sind beispielsweise Chromoxyd aut Aluminiunoxyd, olybdLnoxyd auf Aluminiumoxyd und Platin auf Aluminiumoxyd. Die Dehydrierung kann in Gegenwart oder Abwesenheit von zugesetztem oder in Kreislauf gef³hrten Wasserstoff durchgef³hrt worden. In beiden Fõllen w a4tslichor Vasmoratott gobildet, der gogebenonfalls gans oder zum Teil f³r den Isomerisationsprosa# verwendet werden Cyclohexan 2,0 3,0 kans. rolndocdineen Mnnen angewendet werden: Temperatur 93 - 538#C Druck 1 - 36 kg/cm2 Raumstr~mungsgeschwindigkeit 1 - 5 V/V/h Molverhõltnis Wasserstoff/ Kohlenwasserstoff 0 - 10 : 1 Beispiel * trockener, entschwefelter und entaromatisierter Hexanschnitt aus einem Leichtbenzin, das aus Mittelost-Roh~l gewonnen worden war, wurde ³ber einem Flatin-Aluminiumoxydchlorid-MKatalysator isomerisiert, der 0, 56 Gew.-% Platin und 15 Gew.-% Aluminiumchlorid enthiolt. Polgende Arbeitsbedinsuacca wurden angewendet: Temperatur 149# Druck 36 kg/cm2 Raumstr~mungsgeschwindigkeit 1,0 V/V/h Molverhõltnis Wasserstoff/ Kohlenwasserstoff 3,5 : 1 Dio Kennzehlen des Einsatzes und des Produkts sind nachatehend in Sabcll<aufßofuhrt< Tabell. i 1 ropan Gew.-% - Spur a-butin % 5pur n-Butan = Spur Spur Icopentan n - 0,5 1,5 n-Pentan = 1,5 0,5 2,2-Dimethylbutan, Gew.-% Spur 21,0 2,3-dimethylbutan) Cyclopcntan}. Examples of suitable catalysts are chromium oxide and aluminum oxide, olybdenum oxide on aluminum oxide and platinum on aluminum oxide. The dehydration can in the presence or absence of added or recirculated hydrogen has been carried out. In both cases w a4tslichor Vasmoratott gobed, who gog also can be used in whole or in part for the isomerization prose Cyclohexane 2.0 3.0 kans. rolndocdineen men are applied: temperature 93 - 538 # C pressure 1 - 36 kg / cm2 space flow velocity 1 - 5 V / V / h molar ratio hydrogen / Hydrocarbon 0 - 10: 1 example * dry, desulphurised and dearomatised Hexane cut from a light gasoline that was obtained from crude oil from the Middle East, was isomerized over a flatin alumina chloride M catalyst that was 0.56 Contained by weight of platinum and 15% by weight of aluminum chloride. Polgende working conditions were used: temperature 149 # pressure 36 kg / cm2 space flow velocity 1.0 V / V / h Molar ratio hydrogen / hydrocarbon 3.5: 1 Dio key figures of the The use and the product are listed in the table below. i 1 ropane% by weight - trace a-butyne% 5 pure n-butane = trace trace icopentane n - 0.5 1.5 n-pentane = 1.5 0.5 2,2-dimethylbutane,% by weight trace 21.0 2,3-dimethylbutane) cyclopcntane}.
2-Methylpentan 3-Methylpentan = 22,5 17,5 n-Hexan = 41,0 18,0 Methylcyclopentan = 4,0 2,5 Das in einer Ausbeute von 95,5 Gew.-% erhaltene Produkt wurde in einer 40-B~denkolnne bei einem R³ckflu#verhõltnie von 2C : 1 in ein Kopfprodukt und eine @odenfraktion getrennt.2-methylpentane 3-methylpentane = 22.5 17.5 n-hexane = 41.0 18.0 methylcyclopentane = 4.0 2.5 The product obtained in a yield of 95.5% by weight was in a 40-line column with a reflux ratio of 2C: 1 in an overhead product and a @odenfraction separated.
Las Bodenprodukt wurde in einer zweiten 40-Bõdenkolonne bei clnen
R³ckflu#verhõltnis von 20 : 1 weiter destilliert, wobei aine Kopffraktion, die sich
zur R³ckf³hrung in den Isomericationsreaktor eignete, und ein nus Cyclohexan beetehccdes
Bodenprodukt erhalten wurde, das sich zur Herstellung von Benzol eignete. Die Werte
f³r diese Destillationen sind nachstehend in Tabelle 2 aufceführt. sabelle 2
, @@@@@@@1237 und ein hauptaõchlich n-Hexan und Methylpentane enthaltender ., reislaufstrom erhalten werden kann. , @@@@@@@ 1237 and a mainly n-hexane and methylpentane containing., rice stream can be obtained.
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1418654A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115108880A (en) * | 2022-08-08 | 2022-09-27 | 万华化学集团股份有限公司 | Method for separating methylcyclopentane and methylene cyclopentane |
-
1961
- 1961-02-13 DE DE19611418654 patent/DE1418654A1/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115108880A (en) * | 2022-08-08 | 2022-09-27 | 万华化学集团股份有限公司 | Method for separating methylcyclopentane and methylene cyclopentane |
CN115108880B (en) * | 2022-08-08 | 2023-12-19 | 万华化学集团股份有限公司 | Method for separating methylcyclopentane and methylenecyclopentane |
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