DE1518580C - Process for the catalytic isomerization of butenes - Google Patents
Process for the catalytic isomerization of butenesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur katalytischen Isomerisierung von Butenen bei erhöhter Temperatur. Dabei soll der Ausdruck Isomerisierung sowohl die Umwandlung von n-Butenen in Isobuten als auch die Umwandlung von Isobuten in n-Butene umfassen.The invention relates to a process for the catalytic isomerization of butenes at increased Temperature. The term isomerization is intended to mean both the conversion of n-butenes into isobutene as well as the conversion of isobutene to n-butenes.
Obgleich allgemein bekannt ist, daß fluorierte Aluminiumoxydkatalysatoren verschiedenartige Kohlenwasserstoffumwandlungen bewirken, wurde jetzt überraschend gefunden, daß die verwendeten fluorierten Aluminiumoxydkatalysatoren gewisse Bedingungen erfüllen müssen, um einen hohen Grad von Selektivität bei der katalytischen Isomerisierung von Butenen zu erhalten; es hat sich nämlich herausgestellt, daß nicht alle Aluminiumoxyde zufriedenstellende Katalysatoren ergeben.Although it is well known that fluorinated alumina catalysts have various hydrocarbon conversions effect, it has now surprisingly been found that the fluorinated used Alumina catalysts must meet certain conditions in order to achieve a high degree of Obtain selectivity in the catalytic isomerization of butenes; it has turned out that not all aluminas make satisfactory catalysts.
Das Verfahren der Erfindung zur katalytischen Isomerisierung von Butenen ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Isomerisierung bei einer Temperatur im Bereich von 250 bis 550° C, gegebenenfalls in Anwesenheit eines Verdünnungsgases, in Gegenwart eines 0,5 bis 1,5 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,7 bis 1,4 Gewichtsprozent, Fluor enthaltenden Aluminiumoxyds als Katalysator durchführt, der durch Fluorierung eines Aluminiumoxyds, das eine reversible Benzoladsorption von mindestens 2 Mikromol Benzol je Gramm aufweist, gemessen bei einem Benzolpartialdruck von 0,11 mm Hg und einer Temperatur von 190° C, mit einer Fluorverbindung der allgemeinen FormelThe process of the invention for the catalytic isomerization of butenes is characterized in that that the isomerization is carried out at a temperature in the range from 250 to 550 ° C., if appropriate in the presence of a diluent gas, in the presence of 0.5 to 1.5 percent by weight, preferably 0.7 to 1.4 percent by weight, fluorine-containing aluminum oxide performs as a catalyst, the by fluorination of an aluminum oxide, which has a reversible benzene adsorption of at least 2 micromoles Has benzene per gram, measured at a benzene partial pressure of 0.11 mm Hg and a temperature of 190 ° C, with a fluorine compound of the general formula
Y-X-Y-X-
in der X Kohlenstoff oder Schwefel und Y Fluor oder Wasserstoff bedeutet, oder mit Ammoniumfluorid, Fluorwasserstoff oder Ammoniumhydrogenfluorid, vorzugsweise mittels Aufschlämmung einer wäßrigen Lösung einer entsprechend der erforderlichen Menge Fluor im fertigen Katalysator berechneten Menge von Ammoniumfluorid, Fluorwasserstoff oder Ammoniumhydrogenfluorid, Trocknen des angefallenen Schlamms und anschließendes Calcinieren, hergestellt worden ist.in which X is carbon or sulfur and Y is fluorine or hydrogen, or with ammonium fluoride, hydrogen fluoride or ammonium hydrogen fluoride, preferably by slurrying an aqueous solution of an amount of ammonium fluoride, hydrogen fluoride or ammonium hydrogen fluoride calculated according to the required amount of fluorine in the finished catalyst, drying the sludge and subsequent calcining.
Die Verwendung der reversiblen Benzoladsorption zur Beurteilung der Eignung verschiedenartiger Aluminiumoxyde zum Gebrauch bei der Tieftemperaturisomerisation von C4- und höheren paraffinischen Kohlenwasserstoffen ist in der britischen Patentschrift 1042 885 beschrieben. The use of reversible benzene adsorption to assess the suitability of various aluminum oxides for use in the low-temperature isomerization of C 4 and higher paraffinic hydrocarbons is described in British Patent 1,042,885.
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 Partialdruck und einer festgesetzten Temperatur in Berührung bringt und die !adsorbierte und desorbierte Dampf menge mißt. Die adsorbierte Menge des Benzols kann sich mit den angewandten Prüfbedingungen ändern und insbesondere mit dem Partialdruck des Benzol dampfes und der Temperatur. Es ist daher notwendig, die Bedingungen zu standardisieren, und für den Zweck der vorliegenden Erfindung ist der angewandte Partialdruck 0,11 mm Hg und die Temperatur 1900C. Reversible benzene adsorption is a measure of acidity; low values indicate low acidity . The measurement of the benzene adsorption of an aluminum oxide consists in bringing the aluminum oxide into contact with benzene vapors at a low partial pressure and a fixed temperature and measuring the amount of adsorbed and desorbed vapor. 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 0.11 mm Hg and the temperature 190 0 C.
Eine Beschreibung eines geeigneten Verfahrens zur Messung der Benzoladsorption und einer Vorrichtung dafür findet sich in einem Aufsatz von R. C. P i t k e t h 1 y und A: G. G ο b 1 e mit dem Titel: »The Adsorption of Benzene on Supported Platinum Catalysts«, veröffentlicht in »Actes du Deuxieme Congres International de Catalyse« Paris 1960, Bd. 2, S. 1851. Die Adsorption bei niedrigen Partialdrücken ist normalerweise Chemosorption mit einem verhältnismäßig kleinen Beitrag physikalischer Adsorption zuzuschreiben, und die Vorrichtung zu ihrer Messung hat drei Hauptteile, nämlich: A description of a suitable method for measuring benzene adsorption and a device for this can be found in an article by R. C. P i tketh 1 y and A: G. G o b 1 e with the title: "The Adsorption of Benzene on Supported Platinum Catalysts, published in Actes du Deuxieme Congres International de Catalyse, Paris 1960, vol. 2, p. 1851. Adsorption at low partial pressures is usually attributable to chemosorption, with a relatively small contribution to physical adsorption, and the apparatus for measuring it has three Main parts, namely:
a) eine Vorrichtung zur Dampfeinführung,a) a device for introducing steam,
b) einen Halter für den zu untersuchenden Feststoff,b) a holder for the solid to be examined,
c) einen Dampfanzeiger.c) a steam indicator.
Die Vorrichtung zur Dampfeinführung hat eineThe device for introducing steam has a
,5 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, 5 source of carrier gas, e.g. B. for nitrogen or hydrogen, a container for the material to be adsorbed and a valve which allows either the gas alone or gas containing very small amounts of the substance to be adsorbed to be passed over the solid. The holder, which contains the catalyst or catalyst carrier, can be expanded in a wide range
' Temperaturbereich bei konstanter Temperatur gehalten werden. Gas, das über den Katalysator geleitet wird, geht dann über das Probenahmeventil nach dem Dampfanzeiger, welcher ein Wasserstoffflamme-Ionisationsdetektor sein kann. Das Anzeigersystem kann gaschromatographische Säulen besitzen, wenn die relativen Geschwindigkeiten der Adsorption verschiedener Stoffe bestimmt werden sollen oder wenn eine Reaktion unter den Prüfbedingungen wahrscheinlich ist und die Zusammensetzung des Reaktionsprodukts bestimmt werden soll. Es ist nicht wahrscheinlich, daß dieses für die vorliegende Erfindung gilt.'' Temperature range kept at constant temperature will. Gas that is passed over the catalyst then goes through the sampling valve to the Vapor indicator, which can be a hydrogen flame ionization detector. The display system can Gas chromatographic columns have when the relative rates of adsorption are different Substances are to be determined or if a reaction is likely under the test conditions and the composition of the reaction product is to be determined. It is not likely that this applies to the present invention.
Indem man einen 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 Katalysätorgrundlage 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. Die desor-By passing a gas stream containing the substance to be adsorbed over the catalyst or the catalyst base to be tested directs and the difference between that of the Catalyst or the catalyst base supplied amount of substance and the amount that is after the indicator goes, measures, the amount of substance adsorbed after a small correction for the dead space in the system to be determined. If the material flow is then interrupted and gas alone over the catalyst is passed, the amount of substance can also be determined which can be desorbed. The desor-
'■ bierte Menge ist als die reversible Adsorption bekannt; die Differenz zwischen den adsorbierten und desorbierten Mengen ist als die irreversible Adsorption bekannt. '■ Bierte amount is known as the reversible adsorption; the difference between the amounts adsorbed and desorbed is known as the irreversible adsorption.
Das Trägergas für die Benzoldämpfe sollte gegen Aluminiumoxyd inert sein und ist vorzugsweise Stickstoff. The carrier gas for the benzene vapors should be inert to aluminum oxide 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 beseitigen, welche beispielsweise eine Folge verschiedener Wassergehalte sein könnten. Ein längeres Erhitzen in einer inerten Atmosphäre wird bevorzugt, beispielsweise 1- bis 75stündiges Erhitzen zwischen 100 und 800° C in trockenem Stickstoff. Eine besonders bevorzugte Vorbehandlung ist ein 16stündiges Erhitzen bei 47O0C in trockenem Stickstoff.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 a result of different water contents. Prolonged heating in an inert atmosphere is preferred, for example heating between 100 and 800 ° C. in dry nitrogen for 1 to 75 hours. A particularly preferred pretreatment is heating for 16 hours at 47O 0 C in dry nitrogen.
Zum Gebrauch bei der vorliegenden Erfindung geeignete Aluminiumoxyde haben eine reversible Benzoladsorption von mindestens 2 μΜοΙ Benzol pro Gramm Aluminiumoxyd unter den spezifizierten Meßbedingungen. Vorzugsweise beträgt die reversibleAlumina suitable for use in the present invention have a reversible one Benzene adsorption of at least 2 μΜοΙ benzene per gram of aluminum oxide under the specified measuring conditions. The reversible is preferably
Benzoladsorption mindestens 3,5 μΜοΙ pro Gramm. Fluorierte Aluminiumoxydkatalysatoren auf Grundlage von Aluminiumoxyden, welche reversible Benzoladsorption von weniger als 2 μΜοΙ pro Gramm haben, haben sich als verhältnismäßig inaktive Katalysatoren für die gegenseitige Umwandlung von Butenen erwiesen. Benzene adsorption at least 3.5 μΜοΙ per gram. Fluorinated aluminum oxide catalysts based on aluminum oxides, which reversible benzene adsorption of less than 2 μΜοΙ per gram have proven to be relatively inactive catalysts proven for the mutual conversion of butenes.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Katalysatoren sollten einen Fluorgehalt von 0,5 bis 1,5 Gewichtsprozent haben. Obgleich Katalysatoren, welche weniger als 0,5 Gewichtsprozent Fluor enthalten, bis zu einem gewissen Grade aktiv sind, haben sie eine sehr kurze Lebensdauer, während diejenigen, welche mehr als 1,5 Gewichtsprozent Fluor enthalten, zu hohen Anteilen an gecrackten und polymeren Produkten führen, zum Nachteil für die erwünschten Butenisomeren. Vorzugsweise beträgt der in dem Katalysator vorhandene Anteil Fluor 0,7 bis 1,4 Gewichtsprozent.The catalysts used in the process of the invention should have a fluorine content from 0.5 to 1.5 percent by weight. Although catalysts which are less than 0.5 percent by weight Contain fluorine, are active to a certain extent, they have a very short lifespan, while those containing more than 1.5 weight percent fluorine are in high proportions lead to cracked and polymeric products, to the disadvantage of the desired butene isomers. The amount of fluorine present in the catalyst is preferably 0.7 to 1.4 percent by weight.
Die bei dem Verfahren nach der Erfindung verwendeten Katalysatoren können auf verschiedene Weise hergestellt werden. Das Aluminiumöxyd kann fluoriert werden, indem Fluorwasserstoff, Ammoniumfluorid oder Ammoniumhydrogenfluorid oder eine organische Fluorverbindung der FormelThose used in the method of the invention Catalysts can be made in a number of ways. The aluminum oxide can be fluorinated by adding hydrogen fluoride, ammonium fluoride or ammonium hydrogen fluoride or an organic fluorine compound of the formula
Y—X—FY-X-F
(wo X Kohlenstoff oder Schwefel bedeutet und jedes Y Fluor oder Wasserstoff ist) verwendet wird. Die Verbindungen der allgemeinen Formel sind Kohlenstofftetrafluorid, Fluoroform, Methylenfluorid und die entsprechenden Schwefelverbindungen. Kohlenstofftetrafluorid wird bevorzugt. Kohlenstofftetrafluorid ist eine äußerst stabile Verbindung und ist prima facie \keine offensichtliche Wahl zur Herstellung fiuorhaitiger Katalysatoren. Dennoch hat es sich als geeignet erwiesen und hat gewisse Vorteile gegenüber einigen - anderen Fluorierungsverbindungen. Beispielsweise ist es im Vergleich zu Fluorwasserstoff nicht korrodierend, 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 tertiären Butylfluorid, ist es weniger wahrscheinlich, daß kohlenstoffhaltige oder kohlenwasserstoffhaltige Ablagerungen auf den Katalysatoren während der Fluorierung erzeugt werden.(where X is carbon or sulfur and each Y is fluorine or hydrogen) is used. the Compounds of the general formula are carbon tetrafluoride, fluoroform, methylene fluoride and the corresponding sulfur compounds. Carbon tetrafluoride is preferred. Carbon tetrafluoride is an extremely stable compound and is prima facie \ not an obvious choice for the production of fluorine-containing catalysts. Still it has Proven to be suitable and has certain advantages over some - other fluorination compounds. For example, compared to hydrogen fluoride, it is non-corrosive, easier to handle, convenient to use in the vapor phase and less prone to damage the alumina. Compared to alkyl fluorides, which contain a higher number of carbon atoms, for example tertiary butyl fluoride, it is less likely to be carbonaceous or hydrocarbonaceous Deposits can be generated on the catalysts during fluorination.
Vorzugsweise werden nicht reduzierende Bedingungen angewandt, wenn das Aluminiumoxyd mit einer organischen Fluorverbindung in Berührung gebracht wird. Eine übliche Methode des Inberüh-•rungbringens besteht darin, daß ein Strom des Dampfes entweder allein oder im Gemisch mit einem inerten Gas, beispielsweise Stickstoff, oder im Gemisch mit einem sauerstoffhaltigen Gas, beispielsweise Luft, über das Aluminiumoxyd geleitet wird.Preferably, non-reducing conditions are used when the alumina is present an organic fluorine compound is brought into contact. A common method of contacting consists in a stream of steam either alone or in admixture with a inert gas, for example nitrogen, or in a mixture with an oxygen-containing gas, for example Air through which aluminum oxide is passed.
Wenn die obigen organischen Fluorverbindungen zur Fluorierung der Aluminiumoxyde verwendet werden, werden im allgemeinen Temperaturen in dem Bereich 200 bis 500° C, insbesondere 300 bis 350° C, 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 vorliegenden Erfindung unter Verwendung der obigen organischen Fluorverbindungen oftmals schwierig ist, die durch das 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 britischen Patentschrift 1 065 009 beschriebene Methode anzuwenden, bei welcher das Aluminiumoxyd zuerst Wasserdampf bei Raumtemperatur ausgesetzt wird, dann partiell dehydratisiert wird, bevor es dem Fluorierungsmittel ausgesetzt wird. Bei Anwendung dieser Methode können Katalysatoren mit im wesentlichen demselben Fluorgehalt in reproduzierbarer Weise hergestellt werden.When the above organic fluorine compounds are used to fluorinate the aluminum oxides are, in general, temperatures in the range from 200 to 500 ° C, in particular 300 to 350 ° C. In general, higher temperatures are used with shorter contact times and vice versa. However, it has been found to be used in the manufacture of the catalysts in the present invention using the above organic fluorine compounds often it is difficult to control the amount of fluorine absorbed by the oxide. So you can use catalysts obtained with fluctuating fluorine content, if the aluminum oxide to the organic Exposing fluorinating agents under identical fluorinating conditions. To get the catalysts in a reproducible manner, it is preferred that the method described in British patent specification 1,065,009 to use the method described, in which the aluminum oxide first steam at room temperature then partially dehydrated before exposure to the fluorinating agent will. Using this method, catalysts with essentially the same fluorine content can be used can be produced in a reproducible manner.
Es wurde jedoch gefunden, daß das Problem der Reproduzierbarkeit praktisch nicht existiert, wenn man das Aluminiumoxyd mit Ammoniumfluorid fluoriert. Daher werden die Katalysatoren zum Gebrauch bei der vorliegenden Erfindung vorzugsweise durch Fluorieren des Aluminiumoxyds mit Ammoniumfluorid hergestellt. ■However, it has been found that the problem of reproducibility practically does not exist when the aluminum oxide is fluorinated with ammonium fluoride. Therefore, the catalysts come into use in the present invention, preferably by fluorinating the alumina with ammonium fluoride manufactured. ■
Das Aluminiumoxyd wird mit einer wäßrigen Lösung von Ammoniumfluorid aufgeschlämmt, wobei die verwendete Menge Ammoniumfluorid berechnet wird, um die erforderliche Menge Fluor, d. h. 0,5 bis 1,5 Gewichtsprozent, in dem fertigen Katalysator zu ergeben. Die Aufschlämmung wird dann getrocknet, beispielsweise bei etwa 1100C, und beispielsweise bei 450° C in einem Stickstoffstrom während einer Zeitdauer von beispielsweise etwa 3 Stunden calciniert. The alumina 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 to 1.5 percent by weight, in the finished catalyst. The slurry is then dried, calcined, for example at about 110 0 C, and for example at 450 ° C in a nitrogen stream over a period of for example about 3 hours.
Wie oben erwähnt wurde, kann das erfindungsgemäße Verfahren sowohl auf die Umwandlung von n-Butenen in Isobuten als auch auf die Umwandlung von Isobuten in n-Butene angewandt werden. Daher kann die Beschickung für das Verfahren irgendein Butenisomeres oder ein Gemisch von Isomeren enthalten, vorausgesetzt, daß das Gemisch nicht das den angewandten Reaktionsbedingungen entsprechende Gleichgewichtsgemisch ist.As mentioned above, the process according to the invention can be applied both to the conversion of n-butenes in isobutene as well as the conversion of isobutene to n-butenes can be applied. Hence the feed to the process may contain any butene isomer or a mixture of isomers, provided that the mixture does not correspond to the reaction conditions used Equilibrium mixture is.
Die Drücke des Verfahrens können Unteratmosphären-, Atmosphären- oder Uberatmosphärendruck sein, und die stündliche Raumgeschwindigkeit der Beschickungsgase 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 einem Inertgas, wie Stickstoff, zugeführt.The pressures of the process can be sub-atmospheric, atmospheric, or uber-atmospheric pressure and the hourly space velocity of the feed gases may vary depending on the Temperature range from 100 to 10,000. Preferably the starting olefin is the Reaction vessel mixed with a diluent gas, for example an inert gas such as nitrogen, fed.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert:The process according to the invention is explained in more detail by the following examples:
Beispiele 1 bis 4Examples 1 to 4
Es wurden vier verschiedene Aluminiumoxyde mit verschiedener reversibler Benzoladsorption, die in jedem Falle größer war als 2 μΜοΙ Benzol je Gramm, gemessen bei einem Benzolpartialdruck von 0,11 mm Hg und 190° C, nach einer Vorbehandlung, die in einem 16stündigen Erhitzen bei 470° C in trockenem Stickstoff bestand, jeweils fluoriert, indem das Aluminiumoxyd mit einer wäßrigen Lösung von Ammoniumfluorid aufgeschlämmt wurde, wobei die verwendete Menge Ammoniumfluorid auf die in demFour different aluminum oxides with different reversible benzene adsorption were found in in each case was greater than 2 μΜοΙ benzene per gram, measured at a benzene partial pressure of 0.11 mm Hg and 190 ° C, after a pretreatment in heating for 16 hours at 470 ° C. in dry nitrogen, each fluorinated by adding the aluminum oxide was slurried with an aqueous solution of ammonium fluoride which was used Amount of ammonium fluoride on the in that
fertigen Katalysator erforderliche Menge Fluor berechnet wurde.finished catalyst required amount of fluorine was calculated.
Die Aufschlämmungen wurden bei 110° C getrocknet und in einem Stickstoffstrom 3 Stunden bei 450° C calciniert. In Tabelle 1 sind die Werte für die reversible Benzoladsorption für jedes Aluminiumoxyd 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 stündlichen Gasraumgeschwindigkeit (GHSV) von 1000 v/v mit Stickstoff bei einer stündlichen Gasraumgeschwindigkeit (GHSV) von 500 v/v über das Katalysatorbett bei 450° C geleitet wurde. Flüssige Produkte wurden bei Raumtemperatur in einer Falle abgefangen, und nach 1 stündiger Strömung wurde das 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 slurries were dried at 110 ° C and kept in a nitrogen stream for 3 hours Calcined 450 ° C. Table 1 shows the reversible benzene adsorption values for each alumina given together with the fluorine content of the catalysts. It became each of these catalysts contacted with one of two butene charges by the charge at a gas hourly space velocity (GHSV) of 1000 v / v with nitrogen at an hourly Gas hourly space velocity (GHSV) of 500 v / v was passed over the catalyst bed at 450 ° C. Liquid Products were caught in a trap at room temperature, and after flowing for 1 hour the gaseous product was based 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 1 zusammengestellten Ergebnisse zeigen sehr deutlich, daß die in den Beispielen 1 bis 4 verwendeten Aluminiumoxyde, welche reversible Benzoladsorptionen von mindestens 2 μΜοΙ pro Gramm hatten, zufriedenstellende Katalysatoren für die Isomerisierung von Butenen lieferten.The results compiled in Table 1 show very clearly that the in Examples 1 to 4 used aluminum oxides, which reversible benzene adsorptions of at least 2 μΜοΙ per gram had provided satisfactory catalysts for the isomerization of butenes.
Vergleichsversuche a bis dComparative experiments a to d
Es wurden vier verschiedene Aluminiumoxyde mit ίο verschiedener reversibler Benzoladsorption unter 2 μΜοΙ pro Gramm, bestimmt wie in den vorhergehenden Beispielen, in der dort beschriebenen Weise behandelt und für die Isomerisation von Butenen eingesetzt. Die Isomerisation wurde in der vorstehend beschriebenen Weise durchgeführt. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 1 verzeichnet.There were four different aluminum oxides with ίο different reversible benzene adsorption under 2 μΜοΙ per gram, determined as in the previous one Examples treated in the manner described there and for the isomerization of butenes used. The isomerization was carried out in the manner described above. The results are also listed in Table 1.
Diese Vergleichsversuche zeigen, daß nur eine sehr geringe andeutungsweise Isomerisation zu Isobuten stattfindet, obgleich ein nennenswerter Isomerisationsgrad von Buten-2 in Buten-1 vorhanden ist.These comparative experiments show that only a very slight hint of isomerization to isobutene takes place although there is an appreciable degree of isomerization of butene-2 in butene-1.
bzw.
Vergleichs
versuchexample
or.
Comparison
attempt
minium
oxydAlu
minium
oxide
adsorbiert an
Aluminium
oxyd-
Grundlage
μΜθΙ/gBenzene,
adsorbed on
aluminum
oxide-
basis
μΜθΙ / g
Fluor auf dem
KatalysatorWeight percent
Fluorine on the
catalyst
und gesättigt
< C4 Cracked
and saturated
<C 4
Buten-2Gaseous form
Butene-2
Gewicht
Buten-1ge product
Weight
Butene-1
sprozent
Isobutene after a
percent
Isobutene
Produkte
> Qr hour,
Products
> Q
Beschickung 1: Buten-2, 98,4 Gewichtsprozent; Buten-1, 0,6 Gewichtsprozent; n-Butan, 0,8 Gewichtsprozent; C5, 0,2 Gewichtsprozent
Beschickung 2: Buten-2, 93,2 Gewichtsprozent; Buten-1, 3,5 Gewichtsprozent; n-Butan, 2,5 Gewichtsprozent; Butadien, 0,2 Gewichtsprozent;
C5, 0,5%.
Bei jedem Versuch betrug der flüssige Stoff im Verlaufe einer Stunde unter Strömung weniger als 1 Gewichtsprozent der Beschickung.Feed 1: butene-2, 98.4 weight percent; Butene-1, 0.6 percent by weight; n-butane, 0.8 weight percent; C 5 , 0.2 weight percent Feed 2: butene-2, 93.2 weight percent; Butene-1, 3.5 percent by weight; n-butane, 2.5 percent by weight; Butadiene, 0.2 weight percent; C 5 , 0.5%.
In each run, the liquor was less than 1 percent by weight of the charge over the course of an hour under the flow.
Vergleichsversuch eComparative experiment e
4545
Es wurde ein Katalysator verwendet, dessen Fluorgehalt unter 0,5 Gewichtsprozent lag, im übrigen war die Arbeitsweise die in den vorstehenden Beispielen beschriebene.A catalyst was used whose fluorine content was below 0.5 percent by weight, otherwise the procedure was as described in the previous examples.
Der Katalysator wurde mit einer Butenbeschikkung, die 98,4 Gewichtsprozent Buten-2, 0,6% Buten-1, 0,8% n-Butan und 0,2% C5 Material enthielt, unter denselben Bedingungen, wie sie in den Beispielen 1 bis 4 angegeben sind, in Berührung gebracht und das Produkt nach der in Tabelle 2 unten angegebenen Zeit analysiert.The catalyst was fed with a butene charge containing 98.4% by weight butene-2, 0.6% butene-1, 0.8% n-butane and 0.2% C 5 material under the same conditions as in the examples 1 to 4 are given, brought into contact and the product analyzed after the time given in Table 2 below.
Die Ergebnisse und Einzelheiten sind in Tabelle 2 verzeichnet. Man sieht, daß der Gewichtsprozentgehalt Isobuten in den gasförmigen Produkten nach nur 98 Minuten beträchtlich abgefallen ist, ein Zeichen dafür, daß die aktive Lebensdauer des Katalysators zur Erzielung der gewünschten Isomerisation gering ist.The results and details are shown in Table 2. 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 achieve the desired isomerization is low.
Beispiele 5 bis 10 &5 Examples 5 to 10 & 5
Die verwendeten Katalysatoren stammen von demselben Aluminiumoxyd, das im Vergleichsversuch e verwendet wurde, unterschieden sich jedoch hinr sichtlich des Fluorgehaltes, der in dem beanspruchten Bereich von 0,5 bis 1,5 Gewichtsprozent liegt (s. Tabelle 2). Die Isomerisation wurde in der in den Beispielen 1 bis 4 beschriebenen Weise mit einer Beschickung der im Vergleichsversuch e angegebenen Zusammensetzung durchgeführt.The catalysts used are from the same alumina as that used in Comparative Example E, the fluorine content, however, lies in the claimed range of 0.5 to 1.5 weight percent distinguished clearly towards r (s. Table 2). The isomerization was carried out in the manner described in Examples 1 to 4 with a charge of the composition given in Comparative Experiment e.
Vergleichsversuche f, g, h, iComparative tests f, g, h, i
Die Verfahrensweise war dieselbe wie in den Beispielen 1 bis 4 angegebene mit der im Vergleichsversuch e verwendeten Beschickung, jedoch hatte der Katalysator einen höheren Fluorgehalt, wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist. Bei den Vergleichsversuchen f und g wurde für die Herstellung des Katalysators dasselbe Aluminiumoxyd wie in den vorhergehenden Beispielen verwendet.The procedure was the same as given in Examples 1 to 4 with the feed used in Comparative Experiment e, but had the catalyst has a higher fluorine content, as can be seen from Table 2. In the comparison tests For the preparation of the catalyst f and g became the same alumina as in the previous ones Examples used.
Aus Tabelle 2 ist zu ersehen, daß bei steigendem Gewichtsprozent Fluor im Katalysator die Selektivität für die Isobutenbildung über längere Zeiten beibehalten wird, aber bei Fluorgehalten über etwa 1,5 Gewichtsprozent nimmt die Bildung gecrackter und polymerer Produkte zu, so daß solche Katalysatoren unerwünscht werden.It can be seen from Table 2 that the selectivity increases as the percent by weight of fluorine in the catalyst increases for isobutene formation is maintained over longer times, but with fluorine contents above about 1.5 percent by weight increases the formation of cracked and polymeric products, so that such catalysts become undesirable.
bzw.
Vergleichs
versuchexample
or.
Comparison
attempt
prozent FluorWeight
percent fluorine
(Minuten)time
(Minutes)
und gesättigtCracked
and saturated
Buten-2Gas hairdryer
Butene-2
Buten-1some product
Butene-1
Isobutene, weight p
Isobutene
Produkte
> Qpercent
Products
> Q
Um die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die Umwandlung von Isobuten in n-Butene zu erläutern, wurde eine Beschickung, welche 0,6 Gewichtsprozent Buten-2, 99,2% Isobuten und 0,1% Butadien enthielt, über einen Katalysator aus fluoriertem Aluminiumoxyd, der mit dem im Beispiel 8 verwendeten identisch war, unter denselben Reaktionsbedingungen geleitet. Die Produkte wurden nach der festgesetzten Zeit analysiert und die Ergehnisse sind in Tabelle 3 unten verzeichnet. In order to apply the process according to the invention to the conversion of isobutene into n-butenes To illustrate, a feed containing 0.6 percent by weight butene-2, 99.2 percent isobutene and 0.1% butadiene contained, on a fluorinated alumina catalyst similar to that in the example 8 used was identical, passed under the same reaction conditions. The products were analyzed after the set time and the results are listed in Table 3 below.
AluminiumoxydAluminum oxide
Gewichtsprozent
FluorWeight percent
fluorine
Gecrackt und gesättigtCracked and saturated
<C4 Gasförmige Produkte nach einer Stunde, Gewichtsprozent<C 4 Gaseous products after one hour, percent by weight
Buten-2Butene-2
Buten-1Butene-1
IsobutenIsobutene
Produkte
> QProducts
> Q
1111th
1,001.00
7,2 35,07.2 35.0
13,213.2
36,036.0
8,68.6
Claims (1)
Y—X —FY
Y-X-F
Family
ID=
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