DE1443678B - Process for the production of C deep 2 to C deep 4 olefin hydrocarbons - Google Patents

Process for the production of C deep 2 to C deep 4 olefin hydrocarbons

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DE1443678B
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German (de)
Inventor
Orville; Alexander Bruce T.; Louisville Ky. Gross (V.StA.)
Original Assignee
Chemetron Corp., Chicago, IH. (V.St. A.)

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3 43 4

Eisenoxyd in einer Menge von 40 bis 60%, bezogen Form ihrer Oxyde (z. B. Chromsäure) hinzugegeben,Iron oxide added in an amount of 40 to 60%, based on the form of its oxides (e.g. chromic acid),

auf den gesamten Katalysator, enthält, in Berührung doch kann man auch Salze verwenden, beispielsweiseon the entire catalyst, contains, but you can also use salts, for example

bringt. Chromnitrat oder -sulfat, bzw. Molybdänchlorid.brings. Chromium nitrate or sulfate, or molybdenum chloride.

Die Oxyde der Metalle der Gruppe VIlIb und der Die relativen Anteile der Metalle der Gruppe VIIIb Gruppe VIb des Periodensystems werden zusammen 5 bzw. VIb sind nicht kritisch, insbesondere weil die mit Eisenoxyd, gewöhnlich in Form von Salzen oder Aktivität und Selektivität leicht durch Änderung der Sulfiden, die beim Brennen bei Temperaturen im Be- Anteile an aktivem Material und Trägermaterial einreich von etwa 150 bis 600°C teilweise in Oxyde um- gestellt werden können. Die Metalle der Gruppe VIIIb gewandelt werden, auf den Träger aufgebracht. Bevor können in Mengen von etwa 5 bis etwa 15 bis 20 Geder Katalysator zur selektiven Hydrierung eingesetzt io wichtsprozent (berechnet als Oxyde und bezogen auf wird, werden die Metalloxyde auf den Träger bis zu den Gesamtkatalysator) vorhanden sein, wobei voreinem niedrigeren Oxydationsgrad oder bis zu den zugsweise mehr Nickel als Kobalt verwendet wird, entsprechenden Metallen reduziert. Das Metall der Die Metalle der Gruppe VIb können in Mengen von Gruppe VIIIb ist vorzugsweise Kobalt oder Nickel, 0,1 bis 2 Gewichtsprozent (berechnet als Oxyde und und das Metall der Gruppe VIb ist vorzugsweise 15 bezogen auf den Gesamtkatalysator) vorhanden sein. Chrom oder Molybdän; gewöhnlich werden Nickel-, Der zu mindestens 85% aus SiO2 zusammen-Kobalt-, Eisen- und Chromoxyde in Kombination gesetzte Träger kann gewöhnlich auch noch kleine verwendet, obwohl auch andere Kombinationen Mengen (5 bis 15%) anderer Oxyde, wie Titandioxyd, wirksam sind. Eisen-, Alkali- und Erdalkalioxyde, enthalten. EinThe oxides of the metals of group VIlIb and the The relative proportions of metals of group VIIIb group VIb of the periodic table are together 5 and VIb are not critical, especially because those with iron oxide, usually in the form of salts or activity and selectivity easily by changing the Sulphides, which can be partially converted into oxides during firing at temperatures ranging from 150 to 600 ° C. Active material and carrier material. The metals of Group VIIIb converted are applied to the carrier. Before the catalyst used for selective hydrogenation can be used in amounts of about 5 to about 15 to 20 percent by weight (calculated as oxides and based on, the metal oxides on the support up to the total catalyst) are present, with a lower degree of oxidation or up to which preferably more nickel than cobalt is used, corresponding metals are reduced. The group VIb metal may be present in amounts of group VIIIb is preferably cobalt or nickel, 0.1 to 2 percent by weight (calculated as oxides and the group VIb metal is preferably 15 based on the total catalyst). Chromium or molybdenum; Usually nickel, The carrier, composed of at least 85% of SiO 2 - cobalt, iron and chromium oxides in combination, can usually also be used in small amounts, although other combinations also use amounts (5 to 15%) of other oxides, such as titanium dioxide, are effective. Iron, alkali and alkaline earth oxides contain. A

Die Metalle der Gruppe VIIIb werden vorzugsweise ao Katalysator, der 25 bis 35 Gewichtsprozent Träger in Form von Sulfaten auf den Träger aufgebracht. enthält, hat eine ausreichende mechanische Festigkeit. Die Sulfate werden beim Erhitzen auf etwa 150 bis Als Eisenoxyd, das in Mengen von etwa 40 bis 510° C nur teilweise in Oxyde umgewandelt, so daß 60 Gewichtsprozent, bezogen auf den gesamten Katader gebildete Katalysator noch Schwefel enthält. Der lysator, vorliegt, können beliebige Eisenoxyde verSchwefel ist wahrscheinlich teilweise als Sulfat rever- 25 wendet werden, z. B. Ferrioxyd, Ferrooxyd, Eisen(II, sibel an das Eisenoxyd gebunden. Das Sulfat bestimmt III)-oxyd (Fe3O4), Eisensesquioxyd (Fe2O3), gefällte die Temperaturgrenze und trägt zur Selektivität des Eisenoxyde, geglühtes Eisenvitriol und natürliche Katalysators bei. Erhöht sich die Temperatur durch Erze. Beim Brennen werden diese Eisenoxyde in Eidie exotherme Hydrierreaktion, so wird die Sulfat- sen(III)-oxyd umgewandelt, das bei der Hydrierung gruppe wahrscheinlich teilweise zur Sulfidgruppe re- 30 teilweise zu Eisen(II)-oxyd reduziert wird; die anduziert; letztere hemmt als Katalysatorgift die Hy- gegebenen Eisenoxyde sowie auch andere Eisendrierreaktion. Erniedrigt sich die Reaktionsgeschwin- verbindungen, z. B. Eisencarbonate, die während des digkeit, so erniedrigt sich auch die Temperatur, und Brennens in Eisenoxyde umgewandelt werden, sind die Reduktion von Sulfat zu Sulfid hört auf, wodurch also untereinander gleichwertig, eine vollständige Hemmung der Hydrierreaktionen 35 Das katalytisch aktive Material kann als Gemisch verhindert wird. von Oxyden oder Sulfiden von Metallen der GruppeThe metals of group VIIIb are preferably ao catalyst, the 25 to 35 percent by weight of the carrier in the form of sulfates applied to the carrier. contains, has sufficient mechanical strength. The sulfates are converted into oxides when heated to about 150 to As iron oxide, which in amounts of about 40 to 510 ° C is only partially converted into oxides, so that 60 percent by weight, based on the total catalyst, still contains sulfur. Any iron oxides can be used as the lyser. B. ferric oxide, ferrous oxide, iron (II, sibel bound to the iron oxide. The sulfate determines III) oxide (Fe 3 O 4 ), iron sesquioxide (Fe 2 O 3 ), precipitates the temperature limit and contributes to the selectivity of the iron oxide, annealed iron vitriol and natural catalyst. Ores increase the temperature. When burning, these iron oxides undergo the exothermic hydrogenation reaction, so the sulphates (III) oxide is converted, which in the hydrogenation group is probably partly reduced to the sulphide group and partly to iron (II) oxide; the induced; As a catalyst poison, the latter inhibits the iron oxides given as well as other iron depletion reactions. If the reaction rate decreases, z. B. iron carbonates, which are converted into iron oxides during the digkeit, so also the temperature, and burning, the reduction of sulphate to sulphide ceases, which are therefore equivalent to each other, a complete inhibition of the hydrogenation reactions 35 The catalytically active material can be used as Mixture is prevented. of oxides or sulphides of metals of the group

Der zur Temperaturregelung verwendete Schwefel VIb und VIIIb, z. B. von Eisen, Nickel und Chrom kann auch in Form von Sulfiden eingeführt werden. oder Eisen, Kobalt und Chrom, oder von anderen Zum Beispiel können Kobalt- und Nickelsulfid an Kombinationen bzw. auch in Form einer Verbindung Stelle von Kobalt- und Nickelsulfat verwendet 40 zwischen den Metalloxyden und den Metallsulfiden werden. Auch Schwefelwasserstoff oder organische oder eines Gemisches zweier oder mehrerer Verbin-Schwefelverbindungen können in den Gasstrom ein- dungstypen vorliegen.The sulfur VIb and VIIIb used for temperature control, e.g. B. of iron, nickel and chromium can also be introduced in the form of sulfides. or iron, cobalt and chromium, or from others For example, cobalt and nickel sulfide can be used in combinations or in the form of a compound Instead of cobalt and nickel sulfate used 40 between the metal oxides and the metal sulfides will. Also hydrogen sulfide or organic or a mixture of two or more compound sulfur compounds there may be types of entrapment in the gas stream.

geführt werden, wobei der Schwefelwasserstoff durch Bei der selektiven Hydrierung, die, wie vorstehend das Eisenoxyd absorbiert wird. Die Sulfide im Kata- angegeben, bei einer Temperatur von etwa 93 bis lysator werden teilweise zu Sulfaten oxydiert, und 45 316°C und einem Druck von etwa 1,7 bis 24 atü letztere wirken in der oben beschriebenen Weise als durchgeführt wird, kann die Raumgeschwindigkeit bis Temperaturregler. Der Schwefelgehalt des Kataly- zu 5000 Volumteile Gas je Volumteil Katalysator und sators beträgt gewöhnlich 1 bis 5, vorzugsweise 1,5 Stunde betragen, die Wasserdampf konzentration kann bis 2,5 Gewichtsprozent. Die erwünschte Schwefel- 1 bis 10 oder mehr, vorzugsweise 1 bis 6 Volummenge im fertigen Katalysator hängt von den Be- prozent, betragen, und der Gehalt an organischen triebsbedingungen, bei denen der Katalysator ver- Schwefelverbindungen im Gasstrom kann bis zu wendet wird, ab. Bei niedrigen Temperaturen und 100 ppm betragen. Die Katalysatoren sind giftfest Drücken, beispielsweise bei etwa 93 bis 150°C und und können durch Oxydation mit Wasserdampf und 7 bis 21 atü, ist ein Schwefelgehalt von 1 bis 2,5 Ge- Luft mehrmals regeneriert werden, ohne daß sie ihre wichtsprozent erwünscht, während man bei höheren 55 mechanische Festigkeit verlieren. Ihre Aktivität und Temperaturen und Drücken, beispielsweise bei etwa Selektivität ist in einem weiten Raumgeschwindigkeits-150 bis 204° C und bei etwa 21 bis 35 atü, höhere und Temperaturbereich hoch. Sie sind gegenüber Schwefelgehalte im Bereich von 2,5 bis 5 % vorzieht. Schwankungen des Schwefelgehaltes in den Gasströ-be performed, the hydrogen sulfide by In the selective hydrogenation, which, as above, the iron oxide is absorbed. The sulphides in the cata- specified, at a temperature of about 93 to lysator are partially oxidized to sulphates, and 45,316 ° C and a pressure of about 1.7 to 24 atmospheres the latter act in the manner described above when carried out, the Space velocity up to temperature controller. The sulfur content of the catalyst to 5000 parts by volume of gas per part by volume of catalyst and sators is usually 1 to 5, preferably 1.5 hours, the water vapor concentration can be up to 2.5 percent by weight. The desired amount of sulfur from 1 to 10 or more, preferably from 1 to 6, by volume in the finished catalyst depends on the amount of 5 % and the content of organic operating conditions under which the catalyst can be used up to sulfur compounds in the gas stream , away. At low temperatures and 100 ppm. The catalysts are poison-resistant pressures, for example at about 93 to 150 ° C and can be regenerated several times by oxidation with water vapor and 7 to 21 atmospheres, a sulfur content of 1 to 2.5 Ge air, without their weight percent desired, while at higher 55 you lose mechanical strength. Their activity and temperatures and pressures, for example at about selectivity, is in a wide space velocity-150 to 204 ° C and at about 21 to 35 atü, higher and temperature range high. They are preferred over sulfur contents in the range of 2.5 to 5%. Fluctuations in the sulfur content in the gas flow

Die Metalle der Gruppe VIb können in Form von men unempfindlich, wobei die Betriebstemperatur wäßrigen Lösungen auf den Träger aufgebracht 60 nicht verändert zu werden braucht, um Schwankungen werden. Es können Salze, wie Kobaltnitrat und des Schwefelgehaltes auszugleichen. Sie haben im -chlorid, sowie Nickelnitrat und -acetat verwendet Gegensatz zu anderen Katalysatoren für die selektive werden, doch setzt man diesen Salzen vorzugsweise Hydrierung den Vorteil, daß sich ihre Aktivität vereine äquivalente Sulfatmenge zu, um den gewünschten mindert, wenn sich die Betriebstemperatur vermin-Schwefelgehalt zu erhalten. Dies kann durch gleich- 65 dert, und umgekehrt.The metals of group VIb can be in the form of men insensitive, with the operating temperature aqueous solutions applied to the carrier 60 need not be changed to avoid fluctuations will. It can balance salts such as cobalt nitrate and the sulfur content. You have im Chloride, as well as nickel nitrate and acetate used in contrast to other catalysts for the selective but if these salts are preferably hydrogenated, they have the advantage that their activity is combined equivalent amount of sulfate to the desired diminishes when the operating temperature vermin-sulfur content to obtain. This can be done by the same 65, and vice versa.

zeitige Zugabe von Schwefelsäure oder Natriumsulfat Das Eisenoxyd in den Katalysatoren hat eine großeearly addition of sulfuric acid or sodium sulfate The iron oxide in the catalysts has a large

erreicht werden. Affinität gegenüber Schwefel und Kohlenmonoxyd.can be achieved. Affinity for sulfur and carbon monoxide.

Chrom und Molybdän werden zweckmäßig in Sind diese Verbindungen im zugeführten GasstromChromium and molybdenum are expedient in are these compounds in the supplied gas stream

im Überschuß vorhanden, dann werden sie vom Eisenoxyd aufgenommen; im umgekehrten Fall werden sie vom Eisenoxyd abgegeben.present in excess, then they are absorbed by the iron oxide; in the opposite case will be they are given off by the iron oxide.

Das Eisenoxyd dient in erster Linie als Trägermaterial für die Metalle der Gruppe VIIIb und VIb, wirkt aber auch katalytisch, wenn auch mit einer geringen Aktivität. Deshalb kann man den Gehalt an Katalysatormetallen (Nickel, Kobalt, Chrom und Molybdän) herabsetzen und erhält trotzdem noch einen aktiven Katalysator. Das Eisenoxyd dient als Verdünnungsmittel und verleiht auf diese Weise den Katalysatoren eine große Selektivität für die Hydrierung von Acetylenen. Beispielsweise reduzieren die Katalysatoren gemäß der Erfindung Butadien zu Buten, wogegen die üblichen Katalysatoren für die selektive Hydrierung Butadien zu Butan reduzieren.The iron oxide serves primarily as a carrier material for the metals of group VIIIb and VIb, but also has a catalytic effect, albeit with a low level of activity. That's why you can get the content Catalyst metals (nickel, cobalt, chromium and molybdenum) degrade and still maintain an active catalyst. The iron oxide serves as a diluent and in this way gives the Catalysts show great selectivity for the hydrogenation of acetylenes. For example, reduce the catalysts according to the invention butadiene to butene, whereas the usual catalysts for the Selective hydrogenation to reduce butadiene to butane.

Das als interer Träger dienende Siliciumdioxyd hat vorzugsweise eine Oberfläche von weniger als 10 m2/g. Infolge der niedrigen Oberfläche des Siliciumdioxyds und des Eisen oxyds wird die Bildung von Polymeren verhindert, wodurch die Betriebsdauer zwischen zwei Regenerierungen verlängert wird. Es eignen sich die üblichen Formen von feinteiligem Siliciumdioxyd, wie Diatomeenerde, kolloidales Siliciumdioxyd und Kieselgur. The silica serving as the internal support preferably has a surface area of less than 10 m 2 / g. As a result of the low surface area of the silicon dioxide and the iron oxide, the formation of polymers is prevented, which extends the operating time between two regenerations. The usual forms of finely divided silicon dioxide, such as diatomaceous earth, colloidal silicon dioxide and kieselguhr, are suitable.

Die Katalysatormassen werden zu Kugeln, Tabletten oder zu anderen Formen gepreßt, stränggepreßt oder granuliert und dann bei etwa 150 bis 5400C 5 bis 15 Stunden, vorzugsweise bei etwa 480 bis 510° C etwa 8 Stunden, gebrannt.The catalyst masses are pressed into pellets, tablets or other forms, stränggepreßt or granulated and then at about 150-540 0 C to 15 hours, preferably at about 480 to 510 ° C for about 8 hours, fired. 5

Vor ihrer Verwendung werden die Katalysatoren in einem Gasstrom, der 2 bis 20% Wasserstoff enthält, 2 bis 16 Stunden bei etwa 230 bis 4500C aktiviert, wobei die Kobalt-, Nickel-, Chrom -und Molybdänverbindungen teilweise zu den entsprechenden Katalysatormetallen reduziert werden.Before they are used, the catalysts are activated in a gas stream containing 2 to 20% hydrogen for 2 to 16 hours at about 230 to 450 ° C., the cobalt, nickel, chromium and molybdenum compounds being partially reduced to the corresponding catalyst metals .

Ein bevorzugt verwendeter Katalysator enthält 25 bis 35 Gewichtsprozent Siliciumdioxyd mit einer Oberfläche von weniger als 5 m2/g, 40 bis 60 Gewichtsprozent Eisen(III)-oxyd, 1,5 bis 15 Gewichtsprozent Nickelsulfat, 0,25 bis 3,5 Gewichtsprozent Kobaltsulfat, 0,1 bis 2 Gewichtsprozent Chromoxyd, 2 bis 10 Gewichtsprozent kolloidale Kieselsäure und 1 bis 5 Gewichtsprozent Schwefel.A catalyst which is preferably used contains 25 to 35 percent by weight of silicon dioxide with a surface area of less than 5 m 2 / g, 40 to 60 percent by weight of iron (III) oxide, 1.5 to 15 percent by weight of nickel sulfate, 0.25 to 3.5 percent by weight of cobalt sulfate , 0.1 to 2 percent by weight chromium oxide, 2 to 10 percent by weight colloidal silica and 1 to 5 percent by weight sulfur.

In den nachstehenden Beispielen ist die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Katalysatoren und ihre Wirkung bei der selektiven Hydrierung von Olefmgasströmen erläutert.In the examples below, the preparation of the catalysts used according to the invention and their effect in the selective hydrogenation of olefin gas streams explained.

Beispiel 1example 1

Ein Katalysator, der 8,9% NiSO4, 1,6% CoSO4, 52,0% Fe2O3 und 0,11% Cr2O3 im Gemisch mit Siliciumdioxyd als Trägermaterial enthält, wird wie folgt hergestellt:A catalyst containing 8.9% NiSO 4 , 1.6% CoSO 4 , 52.0% Fe 2 O 3 and 0.11% Cr 2 O 3 in a mixture with silicon dioxide as the support material is prepared as follows:

102 Teile Siliciumdioxyd (Standard Filter CeI, Johns Manville Company), 150 Teile Eisenoxyd (Fe2O3, Williams Nr. 1085), 41,1 Teile Nickelsulfat-Hexahydrat, 8,7 Teile Kobaltsulfat-Heptahydrat und 0,9 Teile Chromsäure werden gründlich miteinander vermischt und nach Zugabe von 30 Teilen kolloidalem Siliciumdioxyd (Ludox, 30% SiO2) und 250 Teilen Wasser zu einer Paste verarbeitet. Die Paste wird bei etwa 116°C 16 Stunden getrocknet, gepulvert und durch ein Sieb mit einer Maschenweite von etwa 2 mm getrieben. Zu dem getrockneten Gemisch fügt man eine passende Menge Graphit als Schmiermittel hinzu, um die Ausformung des Materials zu Zylindern102 parts of silica (Standard Filter CeI, Johns Manville Company), 150 parts of iron oxide (Fe 2 O 3 , Williams No. 1085), 41.1 parts of nickel sulfate hexahydrate, 8.7 parts of cobalt sulfate heptahydrate and 0.9 parts of chromic acid Thoroughly mixed together and processed into a paste after adding 30 parts of colloidal silicon dioxide (Ludox, 30% SiO 2 ) and 250 parts of water. The paste is dried at about 116 ° C. for 16 hours, powdered and forced through a sieve with a mesh size of about 2 mm. An appropriate amount of graphite is added to the dried mixture as a lubricant to form the material into cylinders

ao mit den Abmessungen 6,4 · 6,4 mm zu erleichtern. Nach dem Ausformen werden die Zylinder zuerst 16 Stunden bei etwa 1100C und dann weiter nach folgendem Schema getrocknet:ao with the dimensions 6.4 x 6.4 mm. After molding, the cylinders are first dried for 16 hours at about 110 ° C. and then further dried according to the following scheme:

1 Stunde bei etwa 15O0C
1 Stunde bei etwa 230° C
ί Stünde bei etwa 3400C
8 Stunden bei etwa 51O0C
1 hour at about 15O 0 C
1 hour at about 230 ° C
ί Would be at around 340 ° C
8 hours at about 51O 0 C

Der so hergestellte Katalysator hat eine Oberfläche von 26 m2/g. Er liefert über einen weiten Temperatur- und Raumgeschwindigkeitsbereich ausgezeichnete Ergebnisse bei der Reinigung eines Gasstromes mit einen hohen Olefingehalt. Durch Zugabe von organischen Schwefel zu dem eingeführten Gas kann man di« Katalysatoraktivität nur geringfügig bzw. überhaup nicht beeinflussen.The catalyst produced in this way has a surface area of 26 m 2 / g. It gives excellent results over a wide temperature and space velocity range when cleaning a gas stream with a high olefin content. By adding organic sulfur to the gas introduced, the catalyst activity can be influenced only slightly or not at all.

Der genannte Katalysator zeigt eine gute Selek tivität und Aktivität bei der Reinigung eines äthylen reichen Gasstromes bei Temperaturen von 150 bi 2300C und bei Raumgeschwindigkeiten von 1200 bi 4800.Said catalyst shows good selectivity and activity in the purification of an ethylene-rich gas stream at temperatures of 150 to 230 0 C and at space velocities of 1200 to 4800.

Tabelle I zeigt die Wirkungsweise des Katalysator bei der selektiven Hydrierung von Acetylen in einer.Table I shows the mode of operation of the catalyst in the selective hydrogenation of acetylene in one.

Äthylengasstrom unter einem Druck von etwa 7 atü Der Gasstrom besteht aus 34,0% Methan, 32,3 °, Äthylen, 32,4% Wasserstoff, 1,1% Propylen un 0,20% Acetylen.Ethylene gas flow under a pressure of about 7 atü The gas flow consists of 34.0% methane, 32.3 °, Ethylene, 32.4% hydrogen, 1.1% propylene and 0.20% acetylene.

Tabelle ITable I.

Behandlungs-Treatment Temperaturtemperature Raumspace Zugesetzte
Menge Schwefel
Added
Amount of sulfur
Hydrierung
\j/"Vrt fil^finpii
Hydrogenation
\ j / "Vrt fil ^ finpii
Ausgangs
gemisch
Starting
mixture
(ppm)(ppm)
QtLUCr"
(Stunden)
QtLUCr "
(Hours)
0C 0 C geschwindigkeitspeed als COS
(ppm)
as COS
(ppm)
VUIl WICHUCIl
(Molprozent)
VUIl WICHUCIl
(Mole percent)
23002300 EndproduktEnd product
22 177177 12001200 00 1,01.0 23002300 00 55 177177 24002400 00 0,40.4 23002300 00 77th 232232 24002400 00 0,40.4 23002300 00 2323 232232 12001200 00 0,80.8 23002300 00 2626th 232232 36003600 00 0,20.2 23002300 00 2929 177177 36003600 00 0,20.2 23002300 1616 3131 150150 24002400 00 0,80.8 23002300 2424 3434 232232 48004800 00 0,00.0 23002300 2020th 36*)36 *) 232232 24002400 5,35.3 0,00.0 23002300 66th 4040 232232 12001200 5,35.3 0,00.0 23002300 00 5656 177177 12001200 5,35.3 0,00.0 66th

*) Neues Ausgarigsgas: 32,4% Methan, 32,3% Äthylen.32,4% Wasserstoff, 1,1% Propylen, 1,6% Kohlenmonöfcyd, 0,2% Acetylen und 5,3 ppm Schwefel (als Kohlenoxysulfid).*) New Ausgarigsgas: 32.4% methane, 32.3% ethylene. 32.4% hydrogen, 1.1% propylene, 1.6% carbon monoxide, 0.2% acetylene and 5.3 ppm sulfur (as carbon oxysulphide).

Beispiel 2Example 2

Tabelle II
Betriebsbedingungen
Table II
Operating conditions

Raumgeschwindigkeit 2500Space velocity 2500

Eingangstemperatur 204 ° CInlet temperature 204 ° C

Ausgangstemperatur 2080C Druck 16,1 atüOutlet temperature 208 0 C pressure 16.1 atü

BestandteileComponents

Acetylen, C2H2 Acetylene, C 2 H 2

Monoalkylacetylene, RC2HMonoalkylacetylenes, RC 2 H

Propadien Propadien

Schwefel, insgesamt Sulfur, total

Äthylen Ethylene

Propylen Propylene

Butan butane

Isobutan Isobutane

Buten-1 + Isobuten Butene-1 + isobutene

trans-Buten-2 trans-butene-2

cis-Buten-2 cis-butene-2

Butadien-1,3 1,3-butadiene

VolumkonzentrationVolume concentration

Ausgangsgemisch Starting mixture

0,45% 300ppm0.45% 300ppm

0,13%0.13%

27,6%27.6%

6,6 %6.6%

lOOppmlOOppm

lOOppmlOOppm

0,38% 0,05 % 0,05 % 0,98%0.38% 0.05% 0.05% 0.98%

Endprodukt End product

10 ppm10 ppm

45 ppm45 ppm

185 ppm185 ppm

27,6 %27.6%

6,5 %6.5%

200ppm200ppm

lOOppmlOOppm

0,45%0.45%

0,36% 0,17% 0,41%0.36% 0.17% 0.41%

Ein Katalysator, der 7,67% NiSO4, 1,81% CoSO4, 51,65% Fe2O3 und 0,50% Cr2O3 im Gemisch mit Siüciumdioxyd als Träger enthält, wird wie folgt hergestellt: A catalyst containing 7.67% NiSO 4 , 1.81% CoSO 4 , 51.65% Fe 2 O 3 and 0.50% Cr 2 O 3 in a mixture with silicon dioxide as a carrier is prepared as follows:

110 Teile Siliciumdioxyd (Standard Filter CeI), 200 Teile Eisenoxyd (Williams Nr. 1085), 50 Teile Nickelsulfat-Hexahydrat, 12,5 Teile Kobaltsulfat-Heptahydrat und 1,3 Teile Chromsäure werden gründlich miteinander vermischt und nach Zugabe von 80 Teilen kolloidalem Siliciumdioxyd (Nalcoag, 50% SiO2) und 90 Teilen Wasser zu einer Paste verarbeitet. Die Paste wird dann stranggepreßt und in Stücke geschnitten, die einen Durchmesser von etwa 6,4 mm und eine Länge von etwa 6,4 bis 12,8 mm aufweisen. Nach dem Ausformen wird das stranggepreßte Material getrocknet und nach dem folgenden Schema gebrannt:110 parts of silicon dioxide (standard filter CeI), 200 parts of iron oxide (Williams No. 1085), 50 parts of nickel sulfate hexahydrate, 12.5 parts of cobalt sulfate heptahydrate and 1.3 parts of chromic acid are thoroughly mixed with one another and, after adding 80 parts of colloidal silicon dioxide (Nalcoag, 50% SiO 2 ) and 90 parts of water processed into a paste. The paste is then extruded and cut into pieces that are about 6.4 mm in diameter and about 6.4 to 12.8 mm in length. After molding, the extruded material is dried and fired according to the following scheme:

1 Stunde bei etwa 15O0C
1 Stunde bei etwa 23O0C
1 Stunde bei etwa 34O0C
8 Stunden bei etwa 510° C.
1 hour at about 15O 0 C
1 hour at about 23O 0 C
1 hour at about 34O 0 C
8 hours at around 510 ° C.

Tabelle II gibt die Werte an, die nach 120tägigem Dauerbetrieb mit diesem Katalysator in einem a5 äthylenreichen Gasstrom erhalten wurden.Table II shows the values obtained after 120tägigem continuous operation with this catalyst in a 5 äthylenreichen gas stream.

Die obigen Werte zeigen, daß C2H8 fast vollständig entfernt wird. Der Gehalt an Propadien und Methylacetylen wurde von 1600 auf 230 ppm herabgesetzt. Der Propylen- und Äthylengehalt blieb praktisch unverändert. Etwa 58% des vorhandenen Butadiens wurden zu Buten hydriert.The above values show that C 2 H 8 is almost completely removed. The propadiene and methylacetylene content was reduced from 1600 to 230 ppm. The propylene and ethylene content remained practically unchanged. About 58% of the butadiene present was hydrogenated to butene.

Beispiel 3Example 3

Ein nach Beispiel 2 hergestellter Katalysator wird 4 Stunden bei etwa 3400C in einem wasserstofihaltigen Gasstrom reduziert und dann in einem äthylenreichen Gasstrom mit der nachstehenden Zusammensetzung auf seine Aktivität geprüft.A catalyst prepared according to Example 2 is reduced for 4 hours at about 340 0 C in a wasserstofihaltigen gas stream and then tested in a äthylenreichen gas stream having the following composition on its activity.

2020th

ndteilend parts VolumprozentVolume percentage H2 H 2 8,98.9 CH4 CH 4 29,429.4 C2H4 C 2 H 4 30,230.2 C2H6 C 2 H 6 9,09.0 C3H6 C 3 H 6 14,514.5 C2H8 C 2 H 8 1,01.0 C2H2 C 2 H 2 0,180.18 N2 N 2 5,75.7 COCO 300 ppm300 ppm O2 O 2 100 ppm100 ppm Schwefel insgesamtTotal sulfur 3 ppm3 ppm

3030th

35 Betriebsbedingungen35 Operating Conditions

Eingangstemperatur 1200CInlet temperature 120 0 C

Raumgeschwindigkeit 3000
Druck 17 atü
Space velocity 3000
Pressure 17 atm

Tabelle ΠΙ enthält die Analysenwerte für das gasförmige Ausgangsmaterial und das Endprodukt nach 62stündigem Dauerbetrieb.Table ΠΙ contains the analysis values for the gaseous starting material and the end product according to 62 hours of continuous operation.

Tabelle IIITable III

4040

45 Bestandteile45 components

C2H4
C3H6
C2H2
C 2 H 4
C 3 H 6
C 2 H 2

Volumkonzentration
Ausgangsmaterial Endprodukt
Volume concentration
Starting material end product

30,2%30.2%

14,5 %14.5%

1800 ppm1800 ppm

30,2%
14,5%
7 ppm
30.2%
14.5%
7 ppm

Die obigen Werte veranschaulichen die ausgezeichnete Selektivität dieses Katalysators, wie sich aus der fast vollständigen Entfernung des Acetylens und einem vernachlässigbaren Verlust von ungesättigten Gasen durch die Hydrierung ergibt.The above values illustrate the excellent selectivity of this catalyst, as can be seen from almost complete removal of acetylene and negligible loss of unsaturated gases results from the hydrogenation.

209 552/535209 552/535

Claims (1)

1 21 2 Katalysator liegt der Acetylengehalt im behandelten Patentanspruch: Gemisch zwischen 90 und 100 ppm.Catalyst, the acetylene content is in the treated claim: mixture between 90 and 100 ppm. Ferner ist aus der deutschen Patentschrift 869 200Furthermore, from the German patent specification 869 200 Verfahren zur Gewinnung von C2- bis C4- ein Verfahren zur Hydrierung, Dehydrierung, Re-Olefinkohlenwasserstoffen unter Entfernung von 5 formierung und Spaltung von Kohlenwasserstoffen Acetylen und Monoalkylacetylenen aus Gas- bekannt, bei dem ein Katalysator verwendet wird, strömen, die außer den genannten Olefinkohlen- dessen Träger durch Vermischen einer 'Wasserglaswasserstoffen und Acetylenen überschüssigen Was- lösung mit einer Metallsalzlösung, z. B. einer Eisenserstoff enthalten, durch selektive Hydrierung mit salzlösung, in Gegenwart sauer wirkender Stoffe her-HiIfe eines Katalysators aus inertem Träger- io gestellt wurde. Diese Patentschrift enthält keine Hinmaterial, auf dem ein Oxyd eines Metalls der weise auf eine selektive Hydrierung von Acetylen-Gruppe VIIIb und ein Oxyd eines Metalls der kohlenwasserstoffen, und das aus der Wasserglas-Gruppe VIb des Periodensystems aufgebracht ist, lösung ausgefällte Siliciumdioxyd dürfte einen Träger bei einer Temperatur von etwa 93 bis 3160C und mit verhältnismäßig hoher Oberfläche ergeben, der einem Druck von etwa 1,7 bis 24 atü, dadurch 15 zu einer Polymerenbildung Anlaß geben könnte, gekennzeichnet, daß man den Gasstrom Schließlich ist in der deutschen AuslegeschriftProcess for the production of C 2 - to C 4 - a process for hydrogenation, dehydrogenation, re-olefin hydrocarbons with the removal of 5 formation and cleavage of hydrocarbons acetylene and monoalkylacetylenes from gas known, in which a catalyst is used, which flow in addition to the said olefin carbon carrier by mixing a 'water glass hydrogen and acetylenes excess water solution with a metal salt solution, z. B. contain an iron, by selective hydrogenation with salt solution, in the presence of acidic substances her-HiIfe a catalyst made of inert support io was made. This patent specification does not contain any evidence on which an oxide of a metal in a selective hydrogenation of acetylene group VIIIb and an oxide of a metal of hydrocarbons, and which is applied from the waterglass group VIb of the periodic table, solution precipitated silicon dioxide should be a carrier at a temperature of about 93 to 316 0 C and with a relatively high surface area, which could give a pressure of about 1.7 to 24 atmospheres, thereby giving rise to polymer formation, characterized in that the gas flow is finally in the German Auslegeschrift mit einem Katalysator, der einen mindestens zu 1121 757 ein poröser Trägerkatalysator für die hy-85% aus SiO2 zusammengesetzten Träger mit drierende Entschwefelung schwefelhaltiger Kohleneiner Oberfläche von nicht mehr als etwa 50 m2/g Wasserstoffe beschrieben, der als aktive Hydrierin einer Menge von 25 bis 35% und Eisenoxyd 20 komponenten Oxyde und/oder Sulfide von mindestens in einer Menge von 40 bis 60 %> bezogen auf den zwei Metallen der Eisengruppe (vorzugsweise Nickel gesamten Katalysator, enthält, in Berührung und Kobalt) und von Molybdän auf einem Träger, bringt. wie Tonerde, mit Kieselsäure aktivierter Tonerde oderwith a catalyst that has a porous supported catalyst for the hy-85% composed of SiO 2 carrier with continuous desulphurization of sulphurous carbons with a surface area of not more than about 50 m 2 / g hydrogen, which is described as active hydrogenation in an amount of 25 to 35% and iron oxide 20 component oxides and / or sulfides of at least an amount of 40 to 60%> based on the two metals of the iron group (preferably nickel total catalyst, contains, in contact and cobalt) and of molybdenum on a support , brings. like clay, silica activated clay or einem Kieselsäure-Tonerde-Spaltkatalysator, enthält.a silica-alumina cracking catalyst. r ■ 25 Es findet sich kein Hinweis, daß sich dieser Trägerkatalysator für die selektive Hydrierung von Acetylenkohlenwasserstoffen eignet. Da es sich um einenr ■ 25 There is no indication that this supported catalyst suitable for the selective hydrogenation of acetylene hydrocarbons. Since it is a Wegen der verhältnismäßig geringen Stabilität der porösen Träger handelt, scheint dessen Oberfläche Dreifachbindung können Acetylenkohlenwasserstoffe verhältnismäßig hoch zu sein.Because of the relatively poor stability of the porous support, its surface appears Triple bond acetylenic hydrocarbons can be relatively high. in einem olefinhaltigen Gasgemisch leichter als Olefin- 30 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, kleine kohlenwasserstoffe selektiv hydriert werden, wenn Mengen Acetylene in Olefingasgemischen in Gegenein Katalysator mit einer spezifischen Aktivität ver- wart eines Katalysators so zu hydrieren, daß die Umwendet wird, die eine Hydrierung von Acetylen bei setzung bei einer hohen Raumgeschwindigkeit prakeiner viel größeren Geschwindigkeit als bei Olefinen tisch vollständig verläuft, bis der Acetylengehalt gestattet. Das Problem wird jedoch schwierig, wenn 35 einige wenige Teile je Million (ppm) beträgt, wobei nur kleine Mengen Acetylen im Gasgemisch vorhanden aber andererseits auch in Gemischen, die zum größten sind und wenn das Acetylen vollständig hydriert Teil aus Olefinen bestehen, diese nur verhältnismäßig werden muß, ohne daß der Olefingehalt wesentlich geringfügig hydriert werden. Weiterhin soll der verherabgesetzt wird, z. B. für die Herstellung eines wendete Katalysator nur eine verhältnismäßig gering-Synthesegasgemisches. Beispielsweise sollen Gasge- 40 fügige Polymerisation von Olefinen und verhältnismische zur Herstellung von Polyäthylen, die im we- mäßig geringfügige Kohlenstoffabscheidungen hervorsentlichen aus Olefinen und Wasserstoff bestehen, im rufen. Weiterhin soll der verwendete Katalysator eine allgemeinen nicht mehr als etwa 25 Teile Acetylen verhältnismäßig lange Wirkungsdauer, eine gute Beje Million Teile Gemisch enthalten. Gemische mit ständigkeit gegenüber Temperaturstößen, eine hohe höheren Acetylenkonzentrationen eignen sich für die 45 mechanische Festigkeit auch nach langem Gebrauch Polymerisation nicht. und eine hohe Vergiftungsbeständigkeit gegenüberin an olefin-containing gas mixture lighter than olefin 30 The invention is based on the object of small hydrocarbons are selectively hydrogenated when quantities of acetylenes in olefin gas mixtures are in opposition Catalyst with a specific activity waits to hydrogenate a catalyst in such a way that the reversal that hydrogenation of acetylene at high space velocity is more practical Much greater speed than with olefins table runs completely until the acetylene content allowed. However, the problem becomes difficult when 35 is a few parts per million (ppm), where only small amounts of acetylene are present in the gas mixture but, on the other hand, also in mixtures, the largest are and if the acetylene part completely hydrogenated consist of olefins, these only proportionally must be without the olefin content are substantially slightly hydrogenated. Furthermore, the should be reduced will, e.g. B. for the production of a turned catalyst only a relatively low synthesis gas mixture. For example, gas-based polymerization of olefins and proportionally mixed for the production of polyethylene, which in the relatively small amount of carbon deposits can be seen made up of olefins and hydrogen, I'm calling. Furthermore, the catalyst used should be a generally not more than about 25 parts acetylene, a relatively long duration of action, a good idea Contains a million parts of the mixture. Mixtures with resistance to temperature surges, a high higher acetylene concentrations are suitable for the 45 mechanical strength even after long use Polymerization does not. and high resistance to poisoning In der USA.-Patentschrift 3 003 008 ist ein Ver- Kohlenoxyd besitzen, und er soll seine Aktivität und fahren zur selektiven Hydrierung von Acetylenen in Selektivität auch in Olefingasgemischen mit einem Gegenwart von olefinischen Gasen, die ungesättigte verhältnismäßig hohen Gehalt an organischem Schwe-C4-Kohlenwasserstoffe enthalten, beschrieben. Hierfür 50 fei nicht verlieren. Schließlich soll der verwendete geeignete Katalysatoren enthalten die Oxyde des Katalysator auch nach längerem Gebrauch leicht reKobalts und Molybdäns, des Nickels und Chroms, generierbar sein.In the USA patent specification 3 003 008 a carbon oxide is possessed, and it is said to have its activity and drive for the selective hydrogenation of acetylenes in selectivity even in olefin gas mixtures with a presence of olefinic gases, the unsaturated relatively high content of organic sulfur 4 containing hydrocarbons. Don't lose 50 fei for this. Finally, the suitable catalysts used should contain the oxides of the catalyst and can easily be generated from cobalt and molybdenum, nickel and chromium, even after prolonged use. des Nickels und Molybdäns, Kobaltsulfid, Nickel- Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Ge-of nickel and molybdenum, cobalt sulfide, nickel- The subject of the invention is a method for sulfid oder Molybdänsulfid, vorzugsweise auf be- winnung von C2- bis C4-Olefinkohlenwasserstoffen ständigen inerten Trägern, wie Aluminiumoxyd. Über 55 unter Entfernung von Acetylen und Monoalkyldie Oberflächenbeschaffenheit dieser Katalysatoren acetylenen aus Gasströmen, die außer den genannten finden sich keine Angaben. Mit einem derartigen Ka- Olefinkohlenwasserstoffen und Acetylenen überschüstalysator wird zwar der Acetylengehalt des zu be- sigen Wasserstoff enthalten, durch selektive Hydriehandelnden Gases bei einer Temperatur von etwa rung mit Hilfe eines Katalysators aus inertem Träger-230° C, einem Druck von etwa 25 atü und einer Raum- 60 material, auf dem ein Oxyd eines Metalls der Gruppe geschwindigkeit von 2000 Volumteile Gasgemisch je VIIIb und ein Oxyd eines Metalls der Gruppe VIb Volumteil Katalysator und Stunde von 0,7% auf des Periodensystems aufgebracht ist, bei einer Tem-12 ppm verringert, jedoch gehen etwa 70% des peratur von etwa 93 bis 316° C und einem Druck von Butadiens verloren. Erniedrigt man die Temperatur etwa 1,7 bis 24 atü, das dadurch gekennzeichnet ist, auf etwa 216°C und erhöht man die Raumgeschwin- 65 daß man den Gasstrom mit einem Katalysator, der digkeit auf 2700, so geht zwar kein Butadien mehr einen mindestens zu 85% aus SiO2 zusammenverloren, aber der Acetylengehalt nach dem Kataly- gesetzten Träger mit einer Oberfläche von nicht mehr sator erhöht sich auf 580 ppm. Mit einem anderen als etwa 50 m2/g in einer Menge von 25 bis 35% undsulfide or molybdenum sulfide, preferably inert carriers such as aluminum oxide which are permanent on the recovery of C 2 - to C 4 -olefin hydrocarbons. Over 55, with removal of acetylene and monoalkyl, the surface quality of these catalysts acetylenes from gas streams; no information is found on the other than those mentioned. With such a ka- olefinic hydrocarbons and acetylenes excess analyzer, the acetylene content of the hydrogen to be cleared will indeed be contained, by means of selective hydrogenating gas at a temperature of about -230 ° C., a pressure of about 25 atmospheres and with the aid of a catalyst made from an inert carrier a space material on which an oxide of a metal of the group velocity of 2000 parts by volume of gas mixture per VIIIb and an oxide of a metal of the group VIb by volume of catalyst and hour of 0.7% is applied to the periodic table, at a Tem-12 ppm reduced, but about 70% of the temperature of about 93 to 316 ° C and a pressure of butadiene are lost. If the temperature is lowered to about 1.7 to 24 atmospheres, which is characterized by this, to about 216 ° C. and the space velocity is increased by the gas flow being increased to 2700 with a catalyst, butadiene no longer works at least 85% of SiO 2 lost together, but the acetylene content after the catalyst with a surface area of no more sator increases to 580 ppm. Other than about 50 m 2 / g in an amount of 25 to 35% and

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