DE1518580A1 - Process for the mutual conversion of butenes - Google Patents
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Description
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DIPL-CHEM. DR. WERNER KOCH · DR.-iNG. RICHARD GLAWEDIPL-CHEM. DR. WERNER KOCH DR.-iNG. RICHARD GLAWE
DlPLMNG. KLAUS DELFSDlPLMNG. KLAUS DELFS
HAMBURG ■MÖNCHENHAMBURG ■ MÖNCHEN
ΓΒτ.ΈχρΙΓΒτ.ΈχρΙ
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2000 Hamburo-Großflotrbek · Walzstraße 12 · Ruf 892255 8000 Mönchen 22 . Liebherrstraße 20 ■ Ruf 2265482000 Hamburo-Großflotrbek Walzstrasse 12 Ruf 892255 8000 monks 22. Liebherrstrasse 20 ■ Call 226548
ρ ■ 3701/6-5 HAMBURG, den HAMBURG l/Kρ ■ 3701 / 6-5 HAMBURG, the HAMBURG l / K
The British. Petroleum Company Limited, Britannic House Fins "bury- Circus, 'London, E. C. 2 /EnglandThe British. Petroleum Company Limited, Britannic House Fins "bury-Circus," London, E.C. 2 / England
Verfahren zur gegenseitigen Umwandlung von Butenen.Process for the mutual conversion of butenes.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Isomerisation öle-fInischer Kohlenwasserstoffe und insbesondere die gegenseitige Umwandlung niederer monoolefinischer Kohlenwasserstoffe, wie Butene.The invention relates to a process for the isomerization of oleic hydrocarbons and in particular to the mutual Conversion of lower monoolefinic hydrocarbons, such as Butene.
Der Ausdruck gegenseitige Umwandlung soll sowohl die Umwandlung von n-Butenen in Isobuten als auch die Umwandlung von Isobuten in n-Butene umfassen.The term mutual conversion is intended to include both conversion of n-butenes to isobutene as well as the conversion of Include isobutene in n-butenes.
Obgleich allgemein bekannt ist, daß fluorierte Aluminiumoxydkatalysatoren verschiedenartige KohlenwasserstoffUmwandlungen bewirken, wurde jetzt' überraschend gefunden, daß die verwendetenAlthough it is well known that fluorinated alumina catalysts various hydrocarbon conversions effect has now been 'surprisingly found that the used
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fluorierten Aluminiumoxydkatalysatoren gewisse Bedingungen erfüllen müssen, um einen hohen Grad von Selektivität für die gegenseitige Umwandlung von Butenen zu erhalten. Es wurde, gefunden, daß nicht alle Aluminiumoxyde zufriedenstellende Katalysatoren ergeben und daß nur diejenigen, welche eine bestimmte reversible Benzoladsorption haben, wie später definiert wird, zu befriedigenden Katalysatoren führen. Es wurde ferner gefunden, daß der Gewichtsprozentgehalt Fluor, der auf den spezialisierten Aluminiumoxyden zurückgehalten wird, in gewissen Grenzen liegen muß, wenn befriedigende Katalysatoren erhalten werden sollen.fluorinated aluminum oxide catalysts meet certain conditions need to have a high degree of selectivity for mutual Conversion of butenes to obtain. It has been found that not all aluminas give satisfactory catalysts and that only those who have a certain reversible benzene adsorption, as defined later, are satisfactory Catalysts lead. It was also found that the weight percent Fluorine, which is retained on the specialized aluminum oxides, must be within certain limits if satisfactory Catalysts are to be obtained.
Demgemäß wird durch die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur gegenseitigen Umwandlung von Butenen geschaffen, das darin besteht, daß die Butenbeschickung bei erhöhter Temperatur mit einem Katalysator in Berührung gebracht wird, welcher ein fluoriertes Aluminiumoxyd mit 0,5 — 1,5 Gew.-% Fluor enthält, wobei das Aluminiumoxyd eine reversible ijenzoladsorption - wie unten definiert wird - gemessen bei einem Benzolpartialdruck von o,11 nun Hg und einer Temperatur von 1900C, von mindestens 2 nMol Benzol pro Gramm Aluminiumoxyd hat. Die Verwendung der reversiblen Benzoladsorption zur Beurteilung der Eignung verschiedenartiger Aluminiumoxyde zum Gebrauch bei der Tieftemperaturisomerisation von C. und höheren paraffinischen Kohlenwasserstoffen ist in der schwebenden britischen Patentanmeldung 42 830/62 beschrieben.Accordingly, the present invention provides a process for the interconversion of butenes which consists in contacting the butene feed at an elevated temperature with a catalyst which is a fluorinated alumina with 0.5-1.5% by weight of fluorine includes, wherein the alumina is a reversible ijenzoladsorption - as defined below - measured at a benzene partial from o, 11 mm Hg and a temperature of 190 0 C, of at least 2 nmol of benzene per gram of aluminum oxide has. The use of reversible benzene adsorption to assess the suitability of various aluminum oxides for use in the low temperature isomerization of C. and higher paraffinic hydrocarbons is described in the pending British patent application 42 830/62.
Die reversible Benzoladsorption ist ein Maß der Acidität, niedrige Werte zeigen eine niedrige Acidität an. Die Messung der Benzoladsorption eines Aluminiumoxyds besteht darin, daß man das Aluminiumoxyd mit Benzoldämpfen bei einem niedrigen PartialdurckReversible benzene adsorption is a measure of acidity, low values indicate low acidity. The measurement of the benzene adsorption of an aluminum oxide consists in that one Aluminum oxide with benzene vapors at a low partial pressure
und einer festgesetzten Temperatur in Berührung bringt und dieand a fixed temperature and the
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2 ßAD ORIGINAL 2 ßAD ORIGINAL
adsorbierte und desorbierte Dampf menge mißt. Die adsorbierte Menge des Benzols kann sich mit den angewandten PrüfbecEingungen ändern und insbesondere mit dem Partialdruck des Benzoldampfes und der Temperatur. Es ist daher notwendig, die Bedingungen zu standardisieren und für den Zweck der vorliegenden Erfindung ist der angewandte Partialdruck O1H mm Hg und die Temperatur 1900C.measures adsorbed and desorbed steam amount. The amount of benzene adsorbed can change with the test conditions used and, in particular, with the partial pressure of the benzene vapor and the temperature. It is therefore necessary to standardize the conditions and for the purpose of the present invention the applied partial pressure is O 1 H mm Hg and the temperature 190 0 C.
Eine Beschreibung eiss geeigneten Verfahrens zur Messung der Bereoladsorption und einer Vorrichtung dafür findet sich in einem Aufsatz von E. C. Pitkethly und A. G. Goble mit dem Titels "The Adsorption of Benzene on Supported platinum Catalysts", veröffentlicht in "Actes du Deuxieme Congres International de Catalyse" Paris I960, Bd. 2, Seite 1851. Die Adsorption bei niedrigen Partialdrücken ist normalerweisefchemosorption mit einem verhältnismäßig kleinen Beitrag physikalischer Adsorption zuzuschreiben und die Vorrichtung zu ihrer Messung hat drei Hauptteile, nämlich! (a) eine Vorrichtung zur Dampfeinführung Cb-) einen Halter für den zu untersuchenden Feststoff C-O-) einen Dampf anzeiger ·A description of a suitable method for measuring the Bereol adsorption and a device for it are found in one Article by E. C. Pitkethly and A. G. Goble entitled "The Adsorption of Benzene on Supported platinum Catalysts ", published in" Actes du Deuxieme Congres International de Catalyse " Paris 1960, vol. 2, page 1851. The adsorption at low partial pressures is usually relative to chemosorption ascribing small contribution to physical adsorption and the apparatus for measuring it has three main parts, viz. (a) a device for introducing steam Cb-) a holder for the solid to be examined C-O-) a steam indicator
Die Vorrichtung zur Dampfeinführung hat eine Trägergasquelle, z.B. für Stickstoff oder Wasserstoff, einen Behälter für das zu adsorbierende Material und ein Ventil, welches erlaubt, daß entweder das Gas allein oder Gas, das sehr kleine Mengen des zu adsorbierenden Stoffes enthält, über den Feststoff geführt wird. Der Halter, welcher den Katalysator oder Katalysatorträger enthält, kann in einem weiten Temperaturbereich bei konstanter Temperatur gehalten werden. Gas, das über den Katalysator geleitet wird, geht dann über das Probenahmeventil nach dem Dampfanzeiger, welcher ein Wasserstofflamme-Ionisationsdetektor sein kann. Das Anzeiger-The device for introducing steam has a carrier gas source, e.g. for nitrogen or hydrogen, a container for the material to be adsorbed and a valve which allows that either the gas alone or gas containing very small amounts of the substance to be adsorbed is passed over the solid. The holder, which contains the catalyst or catalyst carrier, can be kept at a constant temperature over a wide temperature range. Gas that is passed over the catalytic converter, then goes through the sampling valve to the steam indicator, which can be a hydrogen flame ionization detector. The indicator
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~ 3 - 8AD~ 3 - 8A D
system kann gaschromatographisclie Säulen "besitzen, wenn die rela- j tiven Geschwindigkeiten der Adsorption verschiedener Stoffe bestimmt werden sollen oder wenn eine Reaktion unter den Erüfbedingungen wahrscheinlich ist und die Zusammensetzung des Reaktionsprodukts bestimmt werden soll. Es ist nicht wahrscheinlich, daß dieses für die vorliegende Erfindung gilt.system can have gas chromatographic columns if the rela- j tive rates of adsorption of various substances are determined should be or if a reaction under the test conditions is likely and the composition of the reaction product should be determined. It is not likely that this applies to the present invention.
Indem maneton Gasstrom, welcher den zu adsorbierenden Stoff enthält, über den Katalysator oder die Katalysatorgrundlage, die geprüft werden sollen, leitet und die Differenz zwischen der dem Katalysator oder der Katalysatorgrundlage zugeführten Stoffmenge und der Menge, die nach dem Anzeiger geht, mißt, kann die adsorbierte Stoffmenge nach einer kleinen Korrektur für den toten Raum in dem System bestimmt werden. Wenn der materialstrom dann abgebrochen wird und Gas allein über den Katalysator geleitet wird, kann auch die Stoffmenge bestimmt werden, welche desorbiert werden kann. Hie desorbierte Menge ist als die reversible Adsorption bekannt; die Differenz zwischen den adsorbierten und desorbierten Mengen ist als die irreversible Adsorption bekannt.By maneton gas flow, which the substance to be adsorbed contains, about the catalyst or the catalyst base that to be checked, directs and the difference between the amount of substance fed to the catalyst or the catalyst base and the amount that goes according to the indicator can measure the adsorbed Amount of substance after a small correction for the dead space can be determined in the system. If the flow of material then stopped and the gas alone is passed over the catalyst, the amount of substance that is desorbed can also be determined can. The amount desorbed here is known as the reversible adsorption; the difference between the adsorbed and desorbed Quantities is known as the irreversible adsorption.
Das Trägergas für die Benaoldämpfe sollte gegen Aluminiumoxyd inert sein und ist vorzugsweise Stickstoff.The carrier gas for the Benaol vapors should be against aluminum oxide be inert and is preferably nitrogen.
Die zu prüfenden Aluminiumoxyde erhalten zweckmäßig eine Standardvorbehandlung, um sie in einen standardisierten chemischen und physikalischen Zustand zu bringen und um jegliche Effekte zu besfeitigen, welche beispielsweise eine Folge verschiedener "Wasserftenalte sein könnten. Ein längeres Erhitzen in einer inerten Atmosphäre wird bevorzugt, beispielsweise 1 - 75 stündiges Erhitzen zwischen 100 und 8QO0C in trockenem Stickstoff. Eine besonders bevorzugte Vorbehandlung ist ein 16 stundigeβ Erhitzen bei 47o°C in trockenem Stickstoff <jngo ng/ λ η ο j The aluminum oxides to be tested are expediently given a standard pretreatment in order to bring them into a standardized chemical and physical state and in order to eliminate any effects which, for example, could be the result of different water levels. Prolonged heating in an inert atmosphere is preferred, for example 1 - 75 hours of heating between 100 and 8QO 0 C in dry nitrogen. a particularly preferred treatment is a 16 stundigeβ heating at 47o ° C in dry nitrogen <jngo ng / λ η ο j
. ■ ■ _ 4 _ BAD ORIGINAL . ■ ■ _ 4 _ ORIGINAL BATHROOM
Zum Gebrauch bei der vorliegenden Erfindung.geeignete Aluminiumoxyde haben eine reversible Benzoladsorption von mindestens 2 jpMol-"Benzol pro gram Aluminiumoxyd unter den spezifizierten ■Meßbedingungen. Vorzugsweise beträgt die reversible Benzoladsorption mindestens 3,5 JiMoI pro Gramm. Fluorierte Aluminiumoxydkatalysatoren auf Grundlage von Aluminiumoxyden, welche reversible Benzoladsorption von weniger als 2 nMol pro Gramm haben, haben sich als verhältnismäßig inaktive Katalysatoren für die gegenseitige umwandlung von Butenen erwiesen, ■ Aluminum oxides suitable for use in the present invention have a reversible benzene adsorption of at least 2 μmol - "benzene per gram of aluminum oxide under the specified measurement conditions. Preferably, the reversible benzene adsorption is at least 3.5 μmol per gram. Fluorinated aluminum oxide catalysts based on aluminum oxides, which reversible benzene adsorption of less than 2 nmoles per gram have been found to be relatively inactive catalysts for the mutual conversion of butenes, ■
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Katalysatoren sollten einen Fluorgehalt von 0,5 - 1,5 Gew.-^ haben. Obgleich Katalysatoren, welche weniger als 0,5 Gew.-$ Fluor enthalten, bis zu einem gewissen Grade aktiv sind, haben sie eine sehr kurze Lebensdauer, während diejenigen, welche' mehr als 1,5 Gew.-^ Fluor enthalten, zu haken Anteilen an gecrackten und polymeren Produkten führen, zum lachteil für die erwünschten .Butenisomeren. Vorzugsweise beträgt der in dem Katalysator vorhandene Anteil Fluor 0,7 - 1,4 Gew.-$. -The catalysts used in the process according to the invention should have a fluorine content of 0.5 - 1.5 wt .- ^. Although catalysts containing less than 0.5 wt .- $ fluorine, are active to a certain extent, they have a very short lifespan, while those which are 'more than 1.5 wt .- ^ Contain fluorine, to hook proportions of cracked and polymeric Products lead to the disadvantage for the desired .butene isomers. The proportion of fluorine present in the catalyst is preferably 0.7-1.4% by weight. -
Die bei dem Verfahren nach der Erfindung verwendeten Katalysatoren können auf verschiedene Weisen hergestellt werden. Das Aluminiumoxyd kann fluoriert werden, indem ein anorganisches Fluorid, wie Fluorwasserstoff, Amnioniumfluorid oder Ammoniumhydrogenfluorid, oder eine organische Fluorverbindung, wie jene der FormelThe catalysts used in the process according to the invention can be made in different ways. The aluminum oxide can be fluorinated by adding an inorganic fluoride, such as hydrogen fluoride, amnionium fluoride or ammonium hydrogen fluoride, or an organic fluorine compound such as those of the formula
Y ■ ■ .Y ■ ■.
Y - i -?-.·■Y - i -? -. · ■
( wo · X Kohlenstoff oder Schwefel bedeutet und jedes Y Fluor oder Wasserstoff ist) verwendet wird. Die Verbindungen der allgemeinen(where X is carbon or sulfur and each Y is fluorine or Is hydrogen) is used. The connections of the general
1082 ^11.4I 1082 ^ 11 . 4I
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
Formel sind Kohlenstofftetrafluorid, Fluoroform, Methylenfluorid und die entsprechenden Schwefelverbindungen. Kohlenstofftetrafluorid ward bevorzugt. Kohlenstofftetrafluorid ist eine äußerst stabile Verbindung und ist prima facie keine offensichtliche Wahl zur Herstellung fluorhaltiger Katalysatoren. Dennoch nat es sich als geeignet erwiesen und hat gewisse Vorteile gegenüber einigen anderen Fluorie-. rungsverbindungen. Beispielsweise ist es im Vergleich zu Fluorwasserstoff nichtkorrodierend, leichter zu handhaben, bequem in der Dampfphase zu verwenden und weniger geneigt, das Aluminiumoxyd zu schädigen. Im Vergleich mit Alkylfluoriden, welche eine höhere Zahl Kohlenstoffatome enthalten, beispielsweise tertiärem ButyIfluorid* ist es weniger wahrscheinlich, daß kohlenstoffhaltige oder kohlenwasserstoff haltige Ablagerungen auf den Katalysatoren während der Fluorierung erzeugt werden.Formula are carbon tetrafluoride, fluoroform, methylene fluoride and the corresponding sulfur compounds. Carbon tetrafluoride was preferred. Carbon tetrafluoride is an extremely stable compound and prima facie is not an obvious choice for making fluorine-containing catalysts. Nevertheless, of course, it is suitable proven and has certain advantages over some other fluorine-. connections. For example, compared to hydrogen fluoride, it is non-corrosive, easier to handle, convenient to use To use vapor phase and less prone to damage the alumina. Compared with alkyl fluorides, which have a higher number Contain carbon atoms, e.g. tertiary butyl fluoride * it is less likely that carbonaceous or hydrocarbonaceous deposits will form on the catalysts during the Fluorination can be generated.
Vorzugsweise werden nichtreduzierende Bedingungen angewandt, wenn das Aluminiumoxyd mit einer organischen Fluorverbindung in Berührung gebracht wird. Eine übliche Methode des Inberührungbringens besteht darin, daß ein Strom des Dampfes entweder allein oder im Gemisch mit einem inerten Gas, beispielsweise Stickstoff, oder im Gemisch mit einem säuerst off halt igen Gas, beispielsweise Luft j .oiber das Aluminiumoxyd geleitet wird.Preferably non-reducing conditions are used, when the aluminum oxide is brought into contact with an organic fluorine compound. A common method of touching consists in a stream of steam either alone or in a mixture with an inert gas, for example nitrogen, or im Mixture with an acidic gas, for example air j .oiber the aluminum oxide is passed.
Wenn die obigen organischen Fluorverbindungen zur Fluorierun, der Aluminiumoxyde verwendet werden, werden im allgemeinen Temperaturen in dem Bereich 200 - 50O0C, insbesondere 500 - 55O0C •angewandt. Im allgemeinen werden höhere Temperaturen bei kürzeren Kontaktzeiten angewandt und umgekehrt. Jedoch wurde gefunden, daß es bei Herstellung der Katalysatoren zum Gebrauch bei der vorliegendenIf the above organic fluorine compounds are used for fluorination of the aluminum oxides, temperatures in the range 200-50O 0 C, in particular 500-55O 0 C • are generally used. In general, higher temperatures are used with shorter contact times, and vice versa. However, it has been found to be useful in preparing the catalysts for use in the present invention
90980"Bf ΪΊ08290980 "Bf ΪΊ082
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
Erfindung unter Verwendung der obigen organischen Fluorverbindungen of tmals schwierig ist, die durch daß Oxyd aufgenommene Fluormenge zu kontrollieren. So kann man Katalysatoren mit Schwankenden Fluorgehalten erhalten, wenn man das Aluminiumoxyd dem organischen Fluorierungsmittel unter identischen Fluorierungsbedingungen aussetzt. Um die Katalysatoren in einer reproduzierbaren Weise herzustellen, wird es vorgezogen, die in der schwebenden britischen Anmeldung 38 758/64 beschriebene Methode anzuwenden, bei welcher das Aluminiumoxyd zuerst Wasserdampf bei Raumtemperatur ausgesetzt wird, dannjlpartieil dehydratisiert wird bevor es dem Fluorierungsmittel ausgesetzt wird. Bei Anwendung dieser Methode können Katalysatoren mit im wesentlichen deim&Lben Fluorgehalt in reproduzierbarer Weise hergestellt werden.Invention using the above organic fluorine compounds It is often difficult to determine the amount of fluorine absorbed by the oxide to control. So you can use catalytic converters with fluctuations Fluorine levels are obtained by adding aluminum oxide to organic Exposing fluorinating agents under identical fluorinating conditions. In order to prepare the catalysts in a reproducible manner, it is preferred that those in the copending British application 38 758/64, in which the aluminum oxide is first exposed to water vapor at room temperature is then partially dehydrated before adding the fluorinating agent is exposed. When using this method, catalysts with essentially deim & Lben fluorine content can be reproducible Way to be made.
Es wurde jedoch gefunden, daß das Problem der Keproduzierbarkeit praktisch nicht existiert, wennSmn das Aluminiumoxyd mit Ammoniumfluorid fluoriert* Daher werden die Katalysatoren zum Gebrauch bei der vorliegenden Erfindung vorzugsweise durch FluorierenHowever, it has been found that the problem of reproducibility practically does not exist when Smn using the alumina Ammonium fluoride fluorinated * Therefore the catalysts are used in the present invention, preferably by fluorination
des Aluminiumoxyds mit Ammoniumfluorid hergestellt.made of aluminum oxide with ammonium fluoride.
Bas Aluminiumoxyd wird mit einer wässerigen Lösung von Ammoniumfluorid aufgeschlfcmmt, wobei die verwendete Menge Ammoniumfluorid berechnet wird um die erforderliche Menge Fluor, d.h. 0,5 — 1,5 Gew.-# in dem fertigen Katalysator zu ergeben. Die Aufschlämmung wird dann getrocknet, beispielsweise bei etwa 11Q0C, und bei* spielsweise bei 4500G in einem stiokstoffstrom während einer Zeitdauer von beispielsweise etwa 3 Stunden oalciniert.The aluminum oxide is slurried with an aqueous solution of ammonium fluoride, the amount of ammonium fluoride used being calculated to give the required amount of fluorine, ie 0.5-1.5 wt. # In the finished catalyst. The slurry is then dried, oalciniert stiokstoffstrom during a period of for example about 3 hours, for example, at about 11Q 0 C, and * game, at 450 G in a 0.
Wie oben erwähnt wurde, kann das erfindungsgemäße Verfahren sowohl auf die Umwandlung von n-Butsnen in Isobuten ale auch auf die Umwandlung von Isobuten in n-Butene angewandt werden.As mentioned above, the method according to the invention can can be applied both to the conversion of n-butene into isobutene and also to the conversion of isobutene into n-butene.
Daher kann die Beschulung für das Verfahren irgendein Butenisomer oder ein Gemisch von Isomeren enthalten, vorausgesetzt, daß das Gemisch nicht das den angewandten Reaktionsbedingungen entsprechende Gleichgewichtsgemisch ist.Therefore, the training for the process can be any butene isomer or contain a mixture of isomers, provided that the mixture does not correspond to the reaction conditions used Equilibrium mixture is.
Das Verfahren-wird bei erhöhter Temperatur"ausgeführt und im allgemeinen werden Temperaturen in dem Bereich 250 - 55O0G angewandt. Die Drücke können ünteratmosphären-, Atmosphären- oder Überatmosphärendruck sein und die GHSV der Beschickung kann in Abhängigkeit von der Temperatur in dem Bereich von 100 bis 10,000 liegen. Vorzugsweise wird das Ausgangsolefin dem Reaktionsbehälter im Gemisch mit einem Verdünnungsgas, beispielsweise eineiu Inertgas, wie Stickstoff, zugeführt. The method-is carried out at elevated temperature ", and generally temperatures in the range 250 -. Applied 55O 0 G Pressures can ünteratmosphären- be atmospheric or super-atmospheric pressure and the GHSV of the feed may vary depending upon the temperature in the range of 100 to 10,000. Preferably, the starting olefin is fed to the reaction vessel in admixture with a diluent gas, for example an inert gas such as nitrogen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die folgenden Be!■>-spiele
näher erläutert.
Beispiel 1 - 8 The method according to the invention is explained in more detail by the following examples.
Example 1 - 8
Beispiel 1 - 8 zeigen, daß.es notwendig ist, daß die Aluminiumoxydgrundlage eine reversible Benzoladsorption größer als
2 nMol pro Gramm hat. Beispiele 1 - 4 sind erfindungsgemäße Ausführungsbeisplele,
während die Beispiele 5 bis 8 nur Vergleichsbeispiele sind. Examples 1-8 show that it is necessary that the alumina base have a reversible benzene adsorption greater than
2 nmoles per gram. Examples 1-4 are exemplary embodiments according to the invention, while Examples 5 to 8 are only comparative examples.
Es wurden 8 verschiedene Aluniiniumoxyde mit verschiedener reversibler Benzoladsorption, gemessen bei einem Benzolpartialdruck von 0,11 mm Hg und 1900C, nach einer Vorbehandlung, die in einem 16-stündigen Erhitzen bei 4700C in trockenem Stickstoff bestand, jeweils fluoriert, indem das Aluminiumoxyd mit einer wässerigen lösung von Ammoniumfluorid aufgeschlämmt wurde, wobei die verwendete Menge Ammoniumfluorid berechnet wurde, um die in dem fertigen Katalysator erforderliche Menge Fluor zu ergeben.There were 8 different aluminum oxides with different reversible benzene adsorption, measured at a benzene partial pressure of 0.11 mm Hg and 190 0 C, after a pretreatment that consisted of 16 hours of heating at 470 0 C in dry nitrogen, each fluorinated by the Alumina was slurried with an aqueous solution of ammonium fluoride, the amount of ammonium fluoride used being calculated to give the amount of fluorine required in the finished catalyst.
90980_6έ1_082 BAD 0RIG1NAU 90980_6 έ 1_082 BAD 0RIG1NAU
Die Aufschiämmungen wurden bei 110 C getrocknet und in einem Stickstoffstrom 5 Stunden bei 45O0G calciniert. In Tabelle 1 sind die Werte für die reversible Benzoladsorption für jedes Aluminiumoxid zusammen mit dem Fluorgehalt der Katalysatoren angegeben. Es wurde jeder dieser Katalysatoren mit einer von zwei Butenbeschickungen in Berührung gebracht, indem die Beschickung bei einer GHSV von 1000 v/v mit Stickstoff bei einer GHSV von 500 v/v über das Katalysatorbett bei 45O0C geleitet wurde. Flüssige Produkte wurden bei Raumtemperatur in einer Falle abgefangen und nach 1-stündiger Strömung wurde da.s gasförmige Produkt auf (a) Butene, (b) gecrackte und gesättigte Nebenprodukte mit Kohlenstoffzahlen kleiner oder gleich 4 und (c) Material mit Kohlenstoffzahlen.größer als 4 analysiert. . .The Aufschiämmungen were calcined at 110 C and dried in a nitrogen stream for 5 hours at 45O 0 G. Table 1 shows the reversible benzene adsorption values for each alumina along with the fluorine content of the catalysts. Any of these catalysts, it has been associated with one of two Butenbeschickungen into contact by the feed was / v / fed at a GHSV of 1000 v with nitrogen at a GHSV of 500 v v over the catalyst bed at 45O 0 C. Liquid products were caught in a trap at room temperature and after 1 hour of flow, the gaseous product on (a) butenes, (b) cracked and saturated by-products with carbon numbers less than or equal to 4 and (c) material with carbon numbers greater than 4 analyzed. . .
Die in Tabelle. %.zusammengestellten Ergebnisse zeigen sehrThe one in table. % .compiled results show very
deutlich, daß die in Beispiel 1 - 4 verwendeten Aluminiumoxyde,clearly that the aluminum oxides used in Example 1 - 4,
■ 2■ 2
welche reversible Benzoladsorptionen von mindestens JiMoI pro Gramm hatten, zufriedenstellende Katalysatoren für die gegenseitige Umwandlung von Butenen lieferten. Die Beispiele 5-3 zeigen, daß es, obgleich ein nennenswerter Isomerisationsgrad von Buten-2 in Buten-1 vorhanden ist, nur eine sehr geringe andeutungsweise Isomerisation zu Isobuten gibt.which reversible benzene adsorptions of at least JiMoI pro Grams had satisfactory catalysts for each other Conversion of butenes provided. Examples 5-3 show that, although an appreciable degree of isomerization of Butene-2 is present in butene-1, only a very slight hint Isomerization to isobutene there.
9 0 9 8 O^ ^ 1JO 8 29 0 9 8 O ^ ^ 1JO 8 2
1/9086061/908606
oxyd ·nium
oxide
miniumoxyd-
Grundlage
/iMo l/gbeer at AIu-
minium oxide
basis
/ iMo l / g
lysatoron the kata
lyser
Beschickung 1: Buten-2, 98,4 Gew.-^; Buten-1, 0,6 Gew.-^; n-Butan, 0,8 Gew.-^; C5, 0,2 Gew.-^
Beschickung 2; Buten-2, 93,2 Gew.-^; Buten-1, 3,5 Gew.-$; n-£utan, 2,5 Gew.-$; Butadien, 0,2 Ge.-?Charge 1: butene-2, 98.4 wt%; Butene-1, 0.6 wt%; n-butane, 0.8 wt%; C 5 , 0.2 wt .- ^
Feed 2; Butene-2, 93.2 wt .- ^; Butene-1,3.5 weight percent; n-utan, $ 2.5 wt; Butadiene, 0.2 Ge.-?
Bei jedem Versuch betrug der flüssige Stoff im Verlaufe einer Stunde unter Strömung
weniger als 1 Gew.-^ der Beschickung.In each experiment, the fluid was flowed for an hour
less than 1 wt% of the feed.
Beispiel 9-19Example 9-19
Beispiel 9 bis 19 zeigen, daß es für die Verwendung der Katalysatoren notwendig ist, daß sie einen Fluorgehalt in dem Bereich 0,5 - 1,5 Gew.-$ haben, vorzugsweise einen Fluorgehalt in dem Bereici 0,7 - 1,4 Gew.-#. Beispiel 9 und 16 - 19 sind nur Verg^eichsbeispiele; Beispiel 10-15 sind erfindungsgeinäße Ausführungsbeispiele. Die in Beispiel 9-17 verwendeten Katalysatoren stammten von demselben Aluminiumoxyd, nur der Gewiohtsprozentgehalt an Fluor auf dem Katalysator wurde variiert. Jeder Katalysator wurde mit einer Butenbeschickung, welche 98,4 Gew,-$ Buten-2, 0,6 fo Buten-1, 0,8$ η-Butan und 0,2 $ C1--Material enthielt, unter denselben Bedingungen, wie sie in Beispiel 1-8 angegeben sind, in Berührung gebracht, und die Produkte wurden nach den in Tabelle 2 unten angegebenen Zeiten analysiert.Examples 9 to 19 show that it is necessary for the use of the catalysts that they have a fluorine content in the range 0.5-1.5% by weight, preferably a fluorine content in the range 0.7-1.4% by weight .- #. Examples 9 and 16-19 are only comparative examples; Examples 10-15 are exemplary embodiments according to the invention. The catalysts used in Examples 9-17 were derived from the same alumina, only the percentage by weight of fluorine on the catalyst was varied. Each catalyst was treated with a butene feed, which 98.4 wt - $ butene-2, butene-1 0.6 fo, 0.8 $ η-butane and 0.2 $ C containing 1 --Material, under the same conditions as indicated in Examples 1-8, and the products were analyzed after the times indicated in Table 2 below.
In Beispiel 9 sieht man, daß der Gewichtsprozentgehalt Isobuten in den gasförmigen Produkten nach nur 98 Minuten beträchtlich abgefallen ist, ein Zeichen dafür, daß die aktive Lebensdauer des Katalysators, um die gewünschte gegenseitige Umwandlung zu bewirken, gering ist. Man sieht, daß bei steigendem Gewichtsprozentgehalt Fluor auf dem Katalysator die Selektivität für die Isobutenbildung über längere Zeiten beibehalten wird, aber bei Fluorgehalten über etwa, 1,5 Gew.-# nimmt die Bildung gecrackter und polymerer Produkte zu, so daß solche Katalysatoren unerwünscht werden.In Example 9 it can be seen that the percentage by weight Isobutene in the gaseous products has dropped considerably after only 98 minutes, a sign that the active life of the catalyst to effect the desired interconversion is small. It can be seen that as the weight percentage increases Fluorine on the catalyst the selectivity for isobutene formation is maintained over longer times, but with fluorine contents above about 1.5% by weight the formation of cracked and polymeric increases Products too, so that such catalysts are undesirable.
- 11 - ftn - 11 - ftn
909806/1082 BA°909806/1082 BA °
!V5 1! V5 1
umoxydÄlumxni-
umoxyd
(Min.)Time
(Min.)
gesättigtge crack't +
saturated
spielat
game
FluorWt .- $
fluorine
985
98
1,07.0 * A
1.0
54,639.7
54.6
25,414.3
25.4
19,031.0
19.0
08.0
0
,60
1505
, 60
150
2,1
2,82.4
2.1
2.8
54,7
54,143.6
54.7
54.1
19,1
20,215.2
19.1
20.2
21,1
19,630.3
21.1
19.6
3,0
3,37.9
3.0
3.3
60
1505
60
150
2,3
1,86.7
2.3
1.8
50,5
57,837.6
50.5
57.8
17,0
18,912.5
17.0
18.9
26,2
19,032.5
26.2
19.0
4,1
2,510.8
4.1
2.5
60
1205
60
120
3,3
2,910.9
3.3
2.9
44,6
47,236.4
44.6
47.2
14,8
15,612.0
14.8
15.6
31,2
29,431.8
31.2
29.4
6,2
5,09.0
6.2
5.0
60
1505
60
150
4,2
3,112.3
4.2
3.1
41,4
45,133.6
41.4
45.1
14,5
15,911.5
14.5
15.9
33,6
30,629.6
33.6
30.6
6,5
5,313.2
6.5
5.3
iS85
iS8
8,3
7,217.1
8.3
7.2
36,5
38,030.1
36.5
38.0
12,0
12,110.2
12.0
12.1
31,5
32,126.1
31.5
32.1
11,6
10,615.6
11.6
10.6
905
90
10,219.3
10.2
35,529.5
35.5
12,910.4
12.9
31,024.6
31.0
10,416.2
10.4
60
905
60
90
33,6 ■
24,654.4
33.6 ■
24.6
22,6
24,318.0
22.6
24.3
7,3
8,14.3
7.3
8.1
18,1
19,410.6
18.1
19.4
18,3
23,612.7
18.3
23.6
oo cn oooo cn oo
λ Iλ I
Um die Anwendung des erfindungsgemäßen Verf ahrere auf die Umwandlung von Isobuten in n-Butene zu erläutern, wurde eine Beschickung, welche 0,6 Gew.-# Buten-2, 99,2$ Iaobuten und 0,1$ Butadien enthielt, über einen Katalysator aus fluoriertem Aluminiumoxyd, der mit dem in Beispiel 13 verwendeten identisch war, unter denselben Seaktionsbedingungen geleitet. Die Produkte wurden nach der festgesetzten Zeit analysiert und die Ergebnisse sind in Tabelle 3 unten verzeichnet.To the application of the process according to the invention to the conversion To illustrate from isobutene to n-butenes, a feed containing 0.6 wt. # of butene-2, 99.2 $ iaobutene and 0.1 $ Butadiene, via a fluorinated aluminum oxide catalyst, which was identical to that used in Example 13, conducted under the same reaction conditions. The products were analyzed after the set time and the results are shown in Table 3 below.
spielat
game
umoxydAlumini
umoxyd
FluorWeight #
fluorine
te>C.Product
te> C.
und gesät-
tigt ^ G4 gecfaöSt
and sown
tigt ^ G 4
- 13 -909806/1082- 13 -909806/1082
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