DE1593641B - Process for the selective catalytic hydrogenation of conjugated diolefins to the corresponding monoolefins - Google Patents

Process for the selective catalytic hydrogenation of conjugated diolefins to the corresponding monoolefins

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Frederick Scott Naugatuck; Greenfield Harold Watertown; Conn. Dovell (V.St.A.)
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Verfahren zur selektiven katalytischen Hydrierung von konjugierten Diolefinen zu den entsprechenden Monoolefinen.Process for the selective catalytic hydrogenation of conjugated diolefins to the corresponding Monoolefins.

Drei der wichtigsten Katalysatortypen, welche allgemein zur selektiven Hydrierung konjugierter Diolefine zu Monoolefinen verwendet werden, sind:Three of the main types of catalysts commonly used for the selective hydrogenation of conjugated diolefins used for monoolefins are:

1. Palladiumkatalysatoren, die den Nachteil haben, daß sie unzureichend selektiv sind (es tritt eine zu große Umwandlung in gesättigte Kohlenwasserstoffe auf) und das schwefelfreie Ausgangsmaterialien verwendet werden müssen;1. Palladium catalysts, which have the disadvantage that they are insufficiently selective (a too large conversion into saturated hydrocarbons) and the sulfur-free starting materials must be used;

2. Katalysatoren auf der Basis von Metallsulfiden, wie z. B. die Sulfide von Nickel, Kobalt und Molybdän, welche den Mangel besitzen, daß harte und teure Arbeitsbedingungen angewendet werden müssen und2. Catalysts based on metal sulfides, such as. B. the sulphides of nickel, cobalt and Molybdenum, which has the defect that harsh and expensive working conditions are used have to be and

3. Kupferchromitkatalysatoren, welche die Mängel . besitzen, daß sie unzureichend selektiv sind, daß schwefelfreie Ausgangsmaterialien verwendet werden müssen und daß ziemlich harte Druck- und Temperaturbedingungen erforderlich sind.3. Copper chromite catalysts, which the shortcomings. possess that they are insufficiently selective that sulfur-free starting materials must be used and that fairly hard pressure and Temperature conditions are required.

Aus der belgischen Patentschrift 643 911 ist bereits die Verwendung der Platinmetallsulfide, d. h. der Sulfide von Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium und Platin, als Katalysatoren für bestimmte Hydrierungsreaktionen bekannt. Die Platinmetalle sind die (oben aufgeführten) sechs Metalle in der Gruppe VIII der 5. und 6. Periode des Periodensystems. Unter dem Ausdruck »Edelmetalle« werden oft nicht nur die genannten sechs Metalle, sondern zusätzlich auch Gold und Silber verstanden. Zur Vermeidung von Mißverständnissen wird darauf hingewiesen, daß der Ausdruck »Platinmetalle« zur Bezeichnung der sechs oben aufgeführten Metalle verwendet wird, wie er auch von Fachleuten auf dem Gebiet der Katalyse verstanden wird. (Encyclopedia of Chemical Technology, Bd. 10, S. 819 bis 859 [Interscience, 1953].)The use of platinum metal sulfides, ie the sulfides of ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium and platinum, as catalysts for certain hydrogenation reactions is already known from Belgian patent specification 643 911. The platinum metals are the six metals (listed above) in Group VIII of the 5th and 6th Periods of the Periodic Table. The term “precious metals” is often used not only to refer to the six metals mentioned, but also to gold and silver. To avoid misunderstandings, it should be noted that the term "platinum metals" is used to denote the six metals listed above, as understood by those skilled in the art of catalysis. (Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 10, pp. 819 to 859 [Interscience, 1953].)

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Ver-Wendung bestimmter Sulfide der Platinmetalle als heterogene Hydrierungskatalysatoren für die Reduktion von Diolefinen zu Monoolefinen vorgeschlagen.According to the present invention, the use of certain sulphides of the platinum metals as Heterogeneous hydrogenation catalysts for the reduction of diolefins to monoolefins have been proposed.

Die erfindungsgemäß verwendeten Katalysatoren besitzen gegenüber den bisher bekannten Katalysatoren die verschiedensten Vorteile.The catalysts used according to the invention have compared to the catalysts known hitherto the most diverse advantages.

Erstens besitzen diese Katalysatoren einen Grad von Selektivität, der bisher bei der Hydrierung von Diolefinen unerreichbar war.First, these catalysts have a level of selectivity that has previously been achieved in the hydrogenation of Diolefins was unreachable.

Zweitens sind diese Platinmetallsulfidkatalysatoren auch in Gegenwart derjenigen schwefelhaltigen Verbindungen verhältnismäßig wirksam, die die meisten anderen Katalysatoren stark vergiften. So können bei den Katalysatoren dieser Erfindung schwefelhaltige Ausgangsmaterialien verwendet werden, und die Verwendung von gereinigtem Wasserstoff ist nicht erforderlich. Die Platinmetallsulfidkatalysatoren können sogar zur Hydrierung von Verbindungen verwendet werden, die ein oder mehr Schwefelatome im Molekül enthalten. Ihre verhältnismäßig große Unempfindlichkeit gegenüber Schwefel verbürgt eine lange Lebensdauer bei einem hohen Grad von Aktivität, auch wenn sie lange Zeit mit Schwefel in Berührung kommen.Second, these platinum metal sulfide catalysts are also in the presence of those sulfur-containing compounds relatively effective, severely poisoning most other catalysts. So can sulfur-containing starting materials are used in the catalysts of this invention, and the use of purified hydrogen is not required. The platinum metal sulfide catalysts can can even be used for the hydrogenation of compounds containing one or more sulfur atoms in the Molecule included. Their relatively great insensitivity to sulfur vouches for one long lifespan at a high level of activity, even if in contact with sulfur for a long time come.

Die Vergiftung der üblichen Hydrierungskatalysatoren durch Schwefel, Schwefelwasserstoff oder andere Schwefelgruppierungen enthaltende Verbindungen, die sogar schon in kleinen Mengen wirken, wird in vielen Schriftstellen abgehandelt, wie z. B. in »Journal of the American Chemical Society«, Bd. 70, S. 1392 (1948); »Reactions of Hydrogen with Organic Compounds« von H. A d k i η s (University of Wisconsin Press, 1937), S. 22; »Catalysis« von Berkman.Morrell und E g 1 ο f f (Reinhold Publishing Corp., 1940), S. 391 bis 393. Die Vergiftung spezieller Kupfer- und Raney-Nickel-Katalysatoren wird in »Industrial & Engineering Chemistry«, Bd. 52, S. 417 (1960), und Bd. 33, S. 1373 (1941), abgehandelt.The poisoning of the usual hydrogenation catalysts by compounds containing sulfur, hydrogen sulfide or other sulfur groups, that work even in small amounts is dealt with in many scriptures, such as: Am Journal of the American Chemical Society, Vol. 70, p. 1392 (1948); "Reactions of Hydrogen with Organic Compounds "by H. A d k i η s (University of Wisconsin Press, 1937), p. 22; "Catalysis" by Berkman.Morrell and E g 1 o f f (Reinhold Publishing Corp., 1940), pp. 391 to 393. The poisoning more specific Copper and Raney nickel catalysts are described in "Industrial & Engineering Chemistry", Vol. 52, p. 417 (1960), and Vol. 33, p. 1373 (1941).

Drittens sind die Platinmetallsulfidkatalysatoren für viele Hydrierungsreaktionen weitaus aktiver als die bisher bekannten Metallsulfidkatalysatoren, und deshalb eignen sie sich für Reaktionen, die zur Vermeidung unerwünschter Nebenreaktionen bei verhältnismäßig tiefen Temperaturen ausgeführt werden müssen.Third, the platinum metal sulfide catalysts are far more active than that for many hydrogenation reactions previously known metal sulfide catalysts, and therefore they are suitable for reactions to avoid unwanted side reactions are carried out at relatively low temperatures have to.

Viertens besitzen die Katalysatoren der Erfindung außerdem den wirtschaftlichen Vorteil, daß sie bei verhältnismäßig niedrigen Drücken wirksam sind.Fourth, the catalysts of the invention also have the economic advantage that they are at relatively low pressures are effective.

Die Platinmetallsulfidkatalysatoren können durch die verschiedensten Reaktionen hergestellt werden. Solche Reaktionen sind: Umsetzung entsprechender Verbindungen der Metalle (z. B. OsO4, IrCl3) mit Lösungen von Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumsulfiden, -hydrosulfiden oder -polysulfiden; Behandlung von Lösungen geeigneter Verbindungen der Metalle (z. B. H2PtCl6 ■ H2O, PdCl2 · 2H2O) in verdünnten Säuren mit Schwefelwasserstoff; Umsetzung des Metalles selbst mit Schwefelwasserstoff, anderen schwefelhaltigen Verbindungen oder elementarem Schwefel; und überhaupt jedes Verfahren, das einem Fachmann auf dem Gebiet der Herstellung von Katalysatoren bekannt ist. Der Katalysator kann in situ hergestellt oder vorgefertigt werden, d. h., er kann dem Hydrierungsreaktionsgemisch nach einer vorherigen Herstellung und Isolierung zugegeben werden. Weiterhin kann der Katalysator als lockeres Pulver oder aufgebracht auf einen geeigneten Träger, wie z. B. Kohlenstoff oder Aluminiumoxyd, verwendet werden. Weiterhin kann er, ob er nun auf einem Träger aufgebracht ist oder nicht, in Form eines Pulvers für Reaktionen, bei denen der Katalysator in der flüssigen Phase aüfgeschlämmt oder in der Dampfphase zerstäubt ist, oder in Form von Pellets für Reaktionen in der flüssigen Phase oder Dampfphase mit ruhendem Katalysatorbett verwendet werden.The platinum metal sulfide catalysts can be produced by a wide variety of reactions. Such reactions are: conversion of corresponding compounds of metals (e.g. OsO 4 , IrCl 3 ) with solutions of alkali, alkaline earth or ammonium sulfides, hydrosulfides or polysulfides; Treatment of solutions of suitable compounds of the metals (e.g. H 2 PtCl 6 · H 2 O, PdCl 2 · 2H 2 O) in dilute acids with hydrogen sulfide; Reaction of the metal itself with hydrogen sulfide, other sulfur-containing compounds or elemental sulfur; and generally any process known to a person skilled in the art of preparing catalysts. The catalyst can be prepared in situ or prefabricated, that is, it can be added to the hydrogenation reaction mixture after prior preparation and isolation. Furthermore, the catalyst can be used as a loose powder or applied to a suitable carrier, such as. B. carbon or aluminum oxide can be used. Furthermore, whether it is applied to a carrier or not, it can be in the form of a powder for reactions in which the catalyst is slurried in the liquid phase or atomized in the vapor phase, or in the form of pellets for reactions in the liquid phase or Vapor phase can be used with a resting catalyst bed.

Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten, die Sulfide von Platin, Palladium und Ruthenium enthaltenden Katalysatoren können durch die in der belgischen Patentschrift 643 911 beschriebenen Verfahren hergestellt werden.The used in the process of the invention, the sulfides of platinum, palladium and Ruthenium-containing catalysts can be obtained by those described in Belgian patent 643 911 Process are produced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein katalytisches Verfahren zur selektiven Hydrierung von konjugierten Diolefinen zu den entsprechenden Monoolefinen zu schaffen, wobei nur ein kleiner oder vernachlässigbarer Teil an entsprechenden gesättigten Kohlenwasserstoffen entsteht. Eine weitere Aufgabe ist es, ein katalytisches Verfahren zur Entfernung von Diolefinen aus olefinischen Ausgangsmaterialien, die gegenwärtig zur Herstellung von Benzin und für Polymerisationsverfahren verwendet werden, und insbesondere ein Verfahren zur Entfernung von 1,3-Butadien aus Buten zu schaffen.The invention is based on the object of a catalytic process for the selective hydrogenation of conjugated diolefins to create the corresponding monoolefins, with only a small or negligible one Part of the corresponding saturated hydrocarbons is formed. Another job is to a catalytic process for the removal of diolefins from olefinic starting materials, the currently used in gasoline manufacture and in polymerization processes, and in particular to provide a method for removing 1,3-butadiene from butene.

Eine weitere Aufgabe ist es, ein Hydrierungsverfahren unter Verwendung von solchen Katalysatoren zu schaffen, die eine hohe Selektivität besitzen, keine schwefelfreien Ausgangsmaterialien benötigen undAnother object is to provide a hydrogenation process using such catalysts to create, which have a high selectivity, do not require sulfur-free starting materials and

unter sehr milden Druck- und Temperaturbedingungen wirksam sind.are effective under very mild pressure and temperature conditions.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur katalytischen selektiven Hydrierung konjugierter Diolefine zu den entsprechenden Monoolefinen ist dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator Platinsulfid, Palladiumsulfid oder Rutheniumsulfid verwendet und die Reaktion bei einer Temperatur von 50 bis 350° C und bei einem Druck von 3,5 bis 70 kg/cm2 durchführt.The process according to the invention for the catalytic selective hydrogenation of conjugated diolefins to the corresponding monoolefins is characterized in that the catalyst used is platinum sulfide, palladium sulfide or ruthenium sulfide and the reaction is carried out at a temperature of 50 to 350 ° C. and a pressure of 3.5 to 70 kg / cm 2 .

Konjugierte Diolefine, die durch das vorliegende Verfahren selektiv hydriert werden können, sind z. B.: acylische Verbindungen, wie 1,3-Butadien, 1,3-Pentadien (Piperylen), 2-Methyl-l,3-butadien (Isopren) und 2,3-Dimethyl-l,3-butadien, und cyclische Verbindungen wie 1,3-Cyclopentadien, l-Methyl-4-isopropyl-1,3-cyclohexadien (alpha-Terpinen), l-Methyl-5-isopropyl-l,3-cyclohexadien (alpha-Phellandren) und 1,3-Cyclooctadien. Durch die Anwesenheit von Schwefel oder von Schwefelverbindungen in den Ausgangsmaterialien wird der Katalysator der Erfindung nicht deaktiviert bzw. vergiftet.Conjugated diolefins which can be selectively hydrogenated by the present process are e.g. B .: acylic compounds such as 1,3-butadiene, 1,3-pentadiene (Piperylene), 2-methyl-1,3-butadiene (isoprene) and 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, and cyclic compounds such as 1,3-cyclopentadiene, 1-methyl-4-isopropyl-1,3-cyclohexadiene (alpha-terpinene), l-methyl-5-isopropyl-1,3-cyclohexadiene (alpha-phellandren) and 1,3-cyclooctadiene. Due to the presence of sulfur or from sulfur compounds in the starting materials, the catalyst of the invention will not deactivated or poisoned.

Der bevorzugte Temperaturbereich liegt zwischen 100 und 200° C.The preferred temperature range is between 100 and 200 ° C.

Die bevorzugten Drücke liegen im Bereich von 3,5 bis 35 kg/cm2.The preferred pressures are in the range from 3.5 to 35 kg / cm 2 .

Die exakten Verfahrensbedingungen hängen natürlich von der Art der auszuführenden Hydrierungsreaktion als auch von der optimalen wirtschaftlichen Kombination von Temperatur, Druck, Katalysatormenge und Reaktionszeit ab. Wie aus den Beispielen durch Extrapolation bestimmt werden kann, ergeben so niedrige Gewichtsverhältnisse von Katalysator (in reiner Form oder als Trägerkatalysator) zu Reaktionsteilnehmer, der hydriert werden soll, wie 0,001 quantitative oder nahezu quantitative Umsetzungen.The exact process conditions depend of course on the type of hydrogenation reaction to be carried out as well as on the optimal economic one Combination of temperature, pressure, amount of catalyst and reaction time. As from the examples can be determined by extrapolation, such low weight ratios of catalyst (in pure form or as a supported catalyst) to reactants to be hydrogenated, such as 0.001 quantitative or almost quantitative conversions.

Wird ein Hydrierungsverfahren in kontinuierlicher Arbeitsweise betrieben, dann wird die Katalysatormenge besser als Gewicht der stündlichen Beschickung je Katalysatorgewicht (Raumgeschwindigkeit) ausgedrückt. Bei der Durchführung des vorliegenden Verfahrens kann die Raumgeschwindigkeit im Bereich von ungefähr 0,1 bis 100 liegen, wobei ein Bereich von ungefähr 0,5 bis 25 bevorzugt wird. Auch hier hängen die exakten Arbeitsbedingungen von der optimalen Kombination von Druck, Temperatur und Raumgeschwindigkeit ab.When a hydrogenation process is operated continuously, the amount of catalyst is better expressed as the weight of hourly feed per weight of catalyst (space velocity). When practicing the present method, the space velocity can be in the range from about 0.1 to 100, with a range of from about 0.5 to 25 being preferred. Also hang here the exact working conditions of the optimal combination of pressure, temperature and space velocity away.

Die Umsetzungen können entweder absatzweise oder kontinuierlich in kesseiförmigen oder rohrförmigen Reaktoren ausgeführt werden. Sie können außerdem in der flüssigen Phase mit aufgeschlämmten oder ruhenden Katalysatoren oder in der Dampfphase mit zerstäubten oder ruhenden Katalysatoren nach den in der Technik bekannten Arbeitsweisen ausgeführt werden. Wenn die Umsetzung in der flüssigen Phase ausgeführt wird, kann es erwünscht sein, zur Steuerung der Reaktionswärme ein inertes Lösungsmittel zu verwenden. Jedes nicht reaktionsfähige Lösungsmittel, in welchem die Beschickung einigermaßen löslich ist, kann verwendet werden.The reactions can either be batchwise or continuous, bowl-shaped or tubular Reactors are running. You can also use slurried in the liquid phase or dormant catalysts or in the vapor phase with atomized or dormant catalysts the procedures known in the art can be carried out. When the implementation in the liquid Phase, it may be desirable to use an inert solvent to control the heat of reaction to use. Any non-reactive solvent in which the feed is reasonably is soluble can be used.

Durch die folgenden Beispiele wird die Erfindung näher erläutert.The invention is illustrated in more detail by the following examples.

B e i s ρ i e 1 1B e i s ρ i e 1 1

Flüssiges Butadien wurde aus einem aus korrosionsbeständigem Stahl bestehenden Vorratsbehälter durch eine kalibrierte positive Kolbenpumpe eingemessen. Sowohl der Vorratsbehälter als auch die Pumpe wurden auf einer Temperatur unterhalb — 15° C gehalten. Der Wasserstoff wurde aus einer handelsüblichen Bombe entnommen. Seine Fließgeschwindigkeit wurde durch ein Nadelventil gesteuert und durch einen kalibrierten Strömungsmesser gemessen. Der Gesamtdruck wurde von einem Gegendruckventil gesteuert.Liquid butadiene was passed through from a stainless steel reservoir calibrated positive piston pump. Both the reservoir and the pump were kept at a temperature below -15 ° C. The hydrogen was taken from a commercially available bomb. Its flow rate was controlled by a needle valve and measured by a calibrated flow meter. the Total pressure was controlled by a back pressure valve.

Wasserstoff und Butadien flössen in den gleichen Block und dann in den Reaktor. Der Reaktor bestand aus einem 50,8 cm langen und 25,4 mm weiten Rohr aus korrosionsbeständigem Stahl und wies fünf mit Silber angelötete Thermotaschen und an beiden Enden Hochdruckanschlüsse auf. Die ersten 25,4 cm waren mit korrosionsbeständiger Stahlwolle gefüllt und dienten als Vorerhitzer. Hierauf schloß sich eine 20,3 cm lange Katalysatorzone an. Die Vorerhitzungs- und Katalysatorbettzonen besaßen getrennt gesteuerte bandförmige Heizer. Außerdem war die Katalysatorzone mit einem Mantel für Wasserkühlung umgeben.Hydrogen and butadiene flowed into the same block and then into the reactor. The reactor passed from a 50.8 cm long and 25.4 mm wide tube made of corrosion-resistant steel and had five Silver soldered thermal pockets and high pressure connections at both ends. The first were 10 inches filled with corrosion-resistant steel wool and served as a preheater. This was followed by one 20.3 cm long catalyst zone. The preheat and catalyst bed zones had separately controlled ones ribbon-shaped heaters. In addition, the catalyst zone was surrounded by a jacket for water cooling.

Die Produkte wurden bei ungefähr —40°C in einem Aufnahmebehälter aus korrosionsbeständigem Stahl kondensiert und gesammelt.The products were placed in a stainless steel receptacle at approximately -40 ° C condensed and collected.

In den Versuchen A bis C war die Katalysatorzone mit 100 ml (ungefähr 90 g) 3,2 mm großen Katalysatorpellets gefüllt. In den Versuchen D bis I enthielt die Katalysatorzone 10 ml (ungefähr 9 g) 3,2 mm große Katalysatorpellets, die sich im Zentrum der Katalysatorzone befanden, wobei der übrige Teil der Katalysatorzone auf beiden Seiten mit Glasperlen gefüllt war. Ein Thermoelement lag im Zentrum des Katalysatorbetts. Im Versuch J wurden die 10 ml Katalysatorpellets durch 10 ml (ungefähr 3 g) eines pulverisierten Katalysators ersetzt.In Runs A through C the catalyst zone was with 100 ml (approximately 90 g) 3.2 mm catalyst pellets filled. In Runs D through I, the catalyst zone contained 10 ml (approximately 9 g) 3.2 mm Catalyst pellets that were in the center of the catalyst zone with the remainder of the catalyst zone was filled with glass beads on both sides. A thermocouple was located in the center of the catalyst bed. In Experiment J, the 10 ml of catalyst pellets were replaced by 10 ml (approximately 3 g) of a powdered one Replaced the catalytic converter.

Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt. Die Analysenwerte wurden durch Gas-Flüssigkeits-Chromatographie erhalten.The results are shown in Table I. The analytical values were obtained by gas-liquid chromatography receive.

Tabelle I Hydrierung von ButadienTable I Hydrogenation of Butadiene

Katalysatorcatalyst Temperaturtemperature Druckpressure Fließgeschwindigkeit
Mol/Min.
Flow rate
Moles / min.
ButadienButadiene Um
wand
lung
Around
Wall
lung
Ausbeute 1Yield 1 vlolprozent(-/')percent (- / ') Raum-Space-
Ver
suchs-
nummer
Ver
search-
number
0C 0 C kg/cm2 kg / cm 2 Wasserstoffhydrogen 0,00260.0026 Butanbutane ButeneButene geschw.,
Butadien-
gew/Kata-
speed,
Butadiene
gew / kata-
0,5% Pt auf Aluminium0.5% Pt on aluminum 4141 77th 0,100.10 100100 9999 11 Iy Siitor~
gew/Std.
Iy Siitor ~
w / h
AA. oxyd (")oxide (") 0,00260.0026 0,9250.925 7474 77th 0,100.10 0,00260.0026 100100 100100 00 BB. 4848 3,53.5 0,100.10 9494 8282 1818th 0,9250.925 CC. 0,9250.925

("| Ungefähr 90 g 3.2 mm großer Pellets. ( "| Approximately 90 g 3.2 mm pellets.

1/1 Bezogen auf umgewandeltes Butadien. Alle Armlysenwcrtc wurden durch Gas-Flüssigkcits-Chromatographie erhalten. 1/1 based on converted butadiene. All Armlysenwcrtc were obtained by gas-liquid chromatography.

Fortsetzungcontinuation

Katalysatorcatalyst Temperaturtemperature Druckpressure FließgeschwindigkeitFlow rate ButadienButadiene UmAround Ausbeuteyield MolprozentMole percent Raum-Space- VerVer Mol/Min.Moles / min. 0,0100.010 wandWall geschw..speed. suchs-search- ''C'' C kg/cnrkg / cnr 0,0100.010 lunglung Butanbutane ButeneButene Butadien-Butadiene nummernumber 0,1% Pt auf Aluminium0.1% Pt on aluminum 6969 77th Wasserstoffhydrogen 0,00640.0064 3333 6767 gew/Kata-gew / kata- oxyd (h-c)oxide ( h - c ) 7878 77th 0,100.10 0,00640.0064 88th 2828 ' 72'72 1 jradlUI
gew/Std.
1 jradlUI
w / h
DD. 0,5% Pt-sulfid auf0.5% Pt sulfide 210210 77th 0,100.10 0,0130.013 1919th 00 100100 3,63.6 EE. Aluminiurnoxyd^·1*)Aluminum oxide ^ 1 *) 221 bis 232221 to 232 77th 0,140.14 0,0130.013 1313th Spurtrack etwa 100about 100 3,63.6 FF. 0,5% Pd-sulfid auf0.5% Pd sulfide 201201 77th 0,140.14 0,0130.013 7373 00 100100 2,32.3 GG Aluminiumoxyd (w)Aluminum oxide ( w ) 207 bis 214207 to 214 77th 0,140.14 77th 00 100100 2,32.3 HH 5% Ru-sulfid auf5% Ru sulfide 194194 77th 0,140.14 1919th 00 100100 4,74.7 II. Kohlenstoffe1·6)Carbons 1 6 ) 0,140.14 88th 4,74.7 JJ 14,114.1

w Ungefähr 9 g 3,2 mm großer Pellets. w Approximately 9 g of 3.2 mm pellets.

(c) Vergiftet durch 0,02 Mol Thiophen je Mol Butadien im Butadien-Ausgangsmaterial. (c) Poisoned by 0.02 moles of thiophene per mole of butadiene in the butadiene starting material.

(d> Beschickung enthielt 5 · 10~* Mol/Min. Schwefelwasserstoff, um den Katalysator in sulfidiertem Zustand zu halten. (d> Feed contained 5 x 10 -4 * moles / min of hydrogen sulfide to keep the catalyst in a sulfided state.

(e> Ungefähr 3 g pulverförmiger Katalysator. (e> About 3 g of powdered catalyst.

Die Verhältnisse von 2-Butenen zu 1-Buten waren viel niedriger als die Gleichgewichtswerte (J. E. K i 1 ρ a t r i c k, E. J. Prosen, K. S. P i t ζ e r und F. D. R ο s s i η i, J. Res. Natl. Bur. Standards, Bd. 36; S. 559 [1946]), woraus sich ergab, daß das 1-Buten als Primärprodukt gebildet wurde.The ratios of 2-butenes to 1-butene were much lower than the equilibrium values (J. E. K i 1 ρ a t r i c k, E. J. Prosen, K. S. P i t ζ e r and F. D. R ο s s i η i, J. Res. Natl. Bur. Standards, Vol. 36; P. 559 [1946]), from which it emerged that 1-butene was formed as the primary product.

Die gewünschte Selektivität im Beispiel 1 ist die Umwandlung von Butadien zu Butenen unter einer minimalen Butanbildung.The desired selectivity in Example 1 is the conversion of butadiene to butenes under one minimal butane formation.

Die Versuche A bis C zeigen für Platin eine sehr schwache Selektivität. Wie erwartet, verringerte sich die Geschwindigkeit, gemessen als Butadien-Umwandlung, mit abnehmendem Wasserstoffdruck, während gleichzeitig die Selektivität stieg (vgl. Versuche A und C); sie war jedoch nach wie vor ziemlich schwach.Experiments A to C show a very weak selectivity for platinum. As expected, decreased the rate, measured as butadiene conversion, with decreasing hydrogen pressure while at the same time the selectivity increased (see. Experiments A and C); however, it was still quite weak.

Die Versuche D und E mit einem teilweise schwefelvergifteten Platin zeigen, daß die Vergiftung die Selektivität des Platins merklich verbesserte; aber die Selektivität war bei weitem nicht ausreichend. Die Erscheinung der steigenden Selektivität als Folge teilweiser Vergiftung ist in der Technik allgemein bekannt.Experiments D and E with a partially sulfur-poisoned platinum show that the poisoning increases the selectivity of platinum noticeably improved; but the selectivity was nowhere near sufficient. the The phenomenon of increasing selectivity as a result of partial poisoning is well known in the art.

Die Versuche F und G zeigen eine vollkommene Selektivität für Platinsulfid. Das gesamte umgewandelte Butadien wurde in Butene überführt, wobei sich nur wenig oder gar .kein Butan bildete. Die Reihenfolge der Selektivität ist Platinsulfid »vergiftetes Platin > Platin. Der große Aktivitätsunterschied, wie er sich in den Arbeitstemperaturen wiederspiegelt, zwischen dem sulfidieren Katalysator (Versuche F und G) und den unsulfidierten Katalysatoren, sowohl (v /j vergiftet (Versuche D und E) als auch unvergiftet (Versuche A bis C) ist beachtlich.Experiments F and G show complete selectivity for platinum sulfide. All of the butadiene converted was converted into butenes, with little or no butane being formed. The order of selectivity is platinum sulfide »poisoned platinum> platinum. The large difference in activity, as reflected in the working temperatures, between the sulphided catalyst (experiments F and G) and the unsulphided catalysts, both ( v / j poisoned (experiments D and E) and non-poisoned (experiments A to C)) is considerable .

Die Versuche H und I zeigen eine vollständige Selektivität für Palladiumsulfid. Der Versuch J zeigt eine vollständige Selektivität für Rutheniumsulfid.Experiments H and I show complete selectivity for palladium sulfide. Experiment J shows complete selectivity for ruthenium sulfide.

Beispiel 2Example 2

Jeder Versuch wurde mit 0,10 Mol Monoolefin oder Diolefin, 55 ml Pentan (als Lösungsmittel) und 1,85 g eines Kohlenstoffträgerkatalysators mit 5% Platinsulfid in einem Autoklav aus korrosionsbeständigem Stahl ausgeführt. Nach dem die obigen Verbindungen eingebracht worden waren, wurde der Autoklav, verschlossen und dann zuerst .mit Stickstoff und hierauf mit Wasserstoff gespült. Hierauf wurde Wasserstoff bis zum gewünschten Druck eingepreßt und das Reaktionsgemisch wurde unter Rühren erhitzt. Nach beendigter Reaktion wurde der Autoklav abgekühlt und entlüftet, worauf das Reaktionsprodukt ausgetragen wurde. Der Katalysator wurde durch Filtration entfernt, und die Produkte wurden durch Gas- Ci Flüssigkeits-Chromatographie quantitativ analysiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt. Der erste Versuch von Teil B zeigt besonders gut die selektive Hydrierung des konjugierten Diolefins 1,3-Cyclohexadien zum Monoolefin Cyclohexen, wobei nur eine sehr geringe Umwandlung in den gesättigten Kohlenwasserstoff Cyclohexan auftrat.Each experiment was carried out with 0.10 moles of monoolefin or diolefin, 55 ml of pentane (as solvent) and 1.85 g of a carbon-supported catalyst with 5% platinum sulfide in a stainless steel autoclave. After the above compounds had been introduced, the autoclave was closed and then flushed first with nitrogen and then with hydrogen. Hydrogen was then injected up to the desired pressure and the reaction mixture was heated with stirring. After the reaction had ended, the autoclave was cooled and vented, whereupon the reaction product was discharged. The catalyst was removed by filtration and the products were quantitatively analyzed by gas-Ci liquid chromatography. The results are shown in Table II. The first experiment in Part B shows particularly well the selective hydrogenation of the conjugated diolefin 1,3-cyclohexadiene to the monoolefin cyclohexene, with only very little conversion to the saturated hydrocarbon cyclohexane.

Tabelle IITable II

AusgangsolefinStarting olefin

Druckpressure

kg/cm2 kg / cm 2

Zeit, während der die Temperatur eingehalten wurde Stunden CyclohexadienTime during which the temperature was maintained hours of cyclohexadiene

Ausbeute, MolprozentYield, mole percent

CyclohexenCyclohexene

CyclohexanCyclohexane

Teil A —1400C
1,3-Cyclohexadien
Cyclohexen .......
Part A - 140 0 C
1,3-cyclohexadiene
Cyclohexene .......

Teil B-IlO0C
1,3-Cyclohexadien
Cyclohexen
Part B-IlO 0 C
1,3-cyclohexadiene
Cyclohexene

TeilC—1100C
1,4-Cyclohexadien
Part C-110 0 C.
1,4-cyclohexadiene

43,75 bis 52,50
50,40 bis 53,90
43.75 to 52.50
50.40 to 53.90

11,20 bis 19,60
19,95 bis 20,65
11.20 to 19.60
19.95 to 20.65

18,65 bis 20,3018.65 to 20.30

V2 1 V 2 1

3V2 3V2 3V 2 3V 2 0 00 0

4 04th 0

81*)81 *)

93
63
93
63

95
93
95
93

7 377th 37

*) Von den als Cyclohexadien verbleibenden 81 Teilen wurden 4 Teile in 1,3-Cyclohexadien umgewandelt.*) Of the 81 parts remaining as cyclohexadiene, 4 parts were converted into 1,3-cyclohexadiene.

Die Zahlen in Teil A von Tabelle II zeigen, daß bei ziemlich hohen Temperaturen und Drücken die Entfernung des konjugierten Diolefins 1,3-Cyclohexadien aus der Beschickung quantitativ ist, wobei nur 7% der Beschickung in das gesättigte Cyclohexan umgewandelt werden. Der Vergleichsversuch ergibt, daß nur 37% der reinen Cyclohexanbeschickung in der zweifachen Zeit in das gesättigte Cyclohexan überführt werden.The numbers in Part A of Table II show that at fairly high temperatures and pressures, the removal of the conjugated diolefin 1,3-cyclohexadiene from the feed is quantitative with only 7% of the feed to be converted to the saturated cyclohexane. The comparison test shows that only 37% of the pure cyclohexane feed converted into the saturated cyclohexane in twice the time will.

Die Zahlen in Teil B zeigen, daß bei wirtschaftlich niedrigen Temperaturen und Drücken die Entfernung des konjugierten Diolefins 1,5-Cyclohexadien aus der Beschickung in 3V2 Stunden nahezu quantitativ (96% Ausbeute) verläuft. Etwas mehr als 1 % des ursprünglichen Diolefins wird in das gesättigte Cyclohexan überführt. In dem Vergleichsversuch werden nur 7% der reinen Cyclohexenbeschickung (bei etwas größerem Druck) in das gesättigte Cyclohexan überführt.The numbers in Part B show that at economically low temperatures and pressures, the removal of the conjugated diolefin 1,5-cyclohexadiene from the feed is almost quantitative (96% yield) in 3–2 hours. A little more than 1% of the original diolefin is converted into the saturated cyclohexane. In the comparative experiment, only 7% of the pure cyclohexene charge (at a slightly higher pressure) is converted into the saturated cyclohexane.

Die Zahlen von Teil C zeigen, daß, obwohl die gebildete Menge Cyclohexan 18mal so groß wie die Menge des gebildeten gesättigten Cyclohexans ist, überhaupt nur ungefähr 19% des nicht konjugierten Diolefins 1,4-Cyclohexadien reduziert werden. (Ungefähr 4% der ursprünglichen Diolefinbeschickung wird vom 1,4-Dien in das 1,3-Dien überführt.) Dies zeigt, daß das nicht konjugierte Diolefin sehr langzeigt, daß das nicht konjugierte Diolefine sehr langsam mit dem Katalysator der vorliegenden Erfindung reagiert.The figures in Part C show that although the educated The amount of cyclohexane is 18 times the amount of saturated cyclohexane formed, only about 19% of the unconjugated diolefin 1,4-cyclohexadiene is reduced at all. (Approximately 4% of the original diolefin feed is converted from 1,4-diene to 1,3-diene.) This shows that the non-conjugated diolefin shows that the non-conjugated diolefin shows that it is very slow reacted with the catalyst of the present invention.

Claims (8)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur selektiven katalytischen Hydrierung von konjugierten Diolefinen zu den entsprechenden Monoolefinen, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator Platinsulfid, Palladiumsulfid oder Rutheniumsulfid verwendet und die Reaktion bei einer Temperatur von 50 bis 350° C und bei einem Druck von etwa 3,5 bis 70 kg/cm2 durchführt.1. A process for the selective catalytic hydrogenation of conjugated diolefins to the corresponding monoolefins, characterized in that the catalyst used is platinum sulfide, palladium sulfide or ruthenium sulfide and the reaction at a temperature of 50 to 350 ° C and at a pressure of about 3.5 to 70 kg / cm 2 . 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Diolefin Cyclohexadien-1,3 oder Butadien verwendet.2. The method according to claim 1, characterized in that that one uses 1,3-cyclohexadiene or butadiene as the diolefin. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion bei einer Temperatur von 100 bis 2000C durchführt.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that one carries out the reaction at a temperature of 100 to 200 0 C. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion bei einem Druck von etwa 3,5 bis 35 kg/cm2 durchführt.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the reaction is carried out at a pressure of about 3.5 to 35 kg / cm 2 . 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gewichtsverhältnis von Katalysator zu Diolefin von wenigstens 0,001 anwendet.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that one Catalyst to diolefin weight ratio of at least 0.001 applies. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion kontinuierlich durchführt.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the Carries out reaction continuously. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Diolefin mit dem Katalysator bei einer mengenmäßigen stündlichen Raumströmungsgeschwindigkeit (Gewicht der stündlichen Beschickung je Katalysatorgewicht) von 0,1 bis 100 in Berührung gebracht wird.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the diolefin with the catalyst at a quantitative hourly space velocity (Weight of hourly feed per weight of catalyst) from 0.1 to 100 in contact is brought. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man eine mengenmäßige stündliche Raumströmungsgeschwindigkeit von 0,5 bis 25 anwendet.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that one applies quantitative hourly space velocity of 0.5 to 25. 009 550/394009 550/394

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