DE1668460A1 - Process for the catalytic rearrangement of alkyl aromatic hydrocarbons - Google Patents
Process for the catalytic rearrangement of alkyl aromatic hydrocarbonsInfo
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- C07C6/12—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions by conversion at a saturated carbon-to-carbon bond of exclusively hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring
- C07C6/123—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions by conversion at a saturated carbon-to-carbon bond of exclusively hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring of only one hydrocarbon
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/30—After treatment, characterised by the means used
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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- C07C2529/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
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Description
DR. E. WIEGAND 800OMONCHENIs,' Ig. lari 1968 DR. E. WIEGAND 800OMONCHENIs, 'Ig. lari 1968
HAMBURG
PATENTANWÄLTE 1668460 HAMBURG
PATENT LAWYERS 1668460
W. 1 3506/68 9/swW. 1 3506/68 9 / sw
MOBIL OIL GOEPOEATION New Tork, New York (Y.St.A.)MOBIL OIL GOEPOEATION New Tork, New York (Y.St.A.)
Verfahren zur katalytischen Umlagerung von alkylaromatischen KohlenwasserstoffenProcess for the catalytic rearrangement of alkyl aromatic hydrocarbons
Die Erfindung bezieht sich auf die katalytisch^ Umwandlung von alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen und insbesondere auf ein bei tiefer Temperatur und in flüssiger Phase durchgeführtes Verfahren zur katalytischen Isomerisierung und/oder Disproportionierung von Alkylaromaten.The invention relates to the catalytic conversion of alkyl aromatic hydrocarbons and in particular a process for catalytic isomerization carried out at low temperature and in the liquid phase and / or disproportionation of alkyl aromatics.
Die katalytische intra- und/oder intermolekulare Umlagerung von Alkylgruppen in alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen zur Bildung von einem oder mehreren Produkten, die zur Verwendung in der Erdöl- und chemischen Industrie brauchbar sind, Ist mit mannigfaltigen Katalysatoren durchgeführt worden. Saure Halogenide, wie Aluminiumchlorid, Aluminiumbromid, Bortrifluorid-Fluorwasserstoff-Gemische usv/., sind bei der Umlagerung von Alkylbenzole!! zur Erzeu-The catalytic intra- and / or intermolecular Rearrangement of alkyl groups in alkyl aromatic hydrocarbons to form one or more products for use in the petroleum and chemical industries have been carried out with a variety of catalysts. Acid halides, such as aluminum chloride, Aluminum bromide, boron trifluoride-hydrogen fluoride mixtures etc /., are involved in the rearrangement of alkylbenzenes !! to produce
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gung wertvoller Zwischenprodukte, die bei der synthetischen Herstellung von Gumini, Kunststoffen, Fasern und !Farbstoffen Anwendung finden, benutzt worden. Zu anderen eingesetzten Katalysatoren gehören feste siliciiundioxydhaltige Krackkatalysatoren, z.B. Siliciumdioxyd-Üuminiuffioxyd und Tone. ¥/enngleich derartige Katalysatoren eine oder mehrere erwünschte Eigenschaften besitzen, weist die IvIehrzahl der bisher verwendeten Katalysatoren verschiedene Nachteile, auf. Saure Halogenide, wie beispielsweise Aluminiumchlorid, sind in dem Einsatzmaterial teilweise löslich und gehen leicht aus der Katalysatorzone verloren. Katalysatoren dieses Typs sind weiterhin infolge ihres sehr stark korrosiven Verhaltens und der Erfordernis zur- Rückgewinnung aus den abfließenden Produkten technisch und wirtscha.ftlic.ii ungünstig. Andere Katalysatoren vom heterogenen Typ, z.B. Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd, besitzen keine hinreichende Azidität zur Herbeiführung einer wirksamen Umwandlung und erfordern die Anwendung verhältnismäßig hoher ^fejiperaoures. oberhalb etws. 427°0 (8000F). Hohe Temperaturen führen häufig zu Koksbildung, die die Ausbeute an erwünschtem Produkt verringert und häufige !Regenerationen des Katalysators zur Entfernung von Koks notwendig macht. Dies führt zu einer Verringerung der nutzbaren Betriebszeit und zu einem hohen Katalysatorverbrauch infolge Verlust an Katalysatoraktivität,The production of valuable intermediate products that are used in the synthetic production of rubber, plastics, fibers and dyes has been used. Other catalysts used include solid silica-containing cracking catalysts such as silica-aluminum oxide and clays. Although such catalysts have one or more desirable properties, the majority of the catalysts used to date have various disadvantages. Acid halides, such as aluminum chloride, are partially soluble in the feed and are easily lost from the catalyst zone. Catalysts of this type are still technically and economically unfavorable because of their very strong corrosive behavior and the need to recover them from the effluent products. Other heterogeneous-type catalysts, such as silica-alumina, do not have sufficient acidity to effect effective conversion and require the use of relatively high fines. above sths. 427 ° 0 (800 0 F). High temperatures often lead to coke formation, which reduces the yield of the desired product and necessitates frequent regenerations of the catalyst to remove coke. This leads to a reduction in the usable operating time and to a high catalyst consumption due to a loss of catalyst activity,
Es wurde nun gefunden, daß die vorstehend erläuterten Nachteile vermieden werden können, wenn man die katalyti-It has now been found that the disadvantages explained above can be avoided if the catalytic
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sehe TJnI age rung von alkylaroiir tischen Kohlenwasserstoffen in flüssiger Phase und bei niedriger Temperatur in Anwesenheit eines kristallinen Aluininosilicatkatalysators hoher Aktivität durchführt. Geraäß der Erfindung wird eine geregelte Isomerisierung -und/oder Disproportionierung von alkyl aromatischen kohlenwasserstoffen bei tiefen Temperaturen unterhalb etwa 516 ΰ (60C0F) durchgeführt; es werden erhöhte Ausbeuten an brauchbaren Produkten bei gleichzeitig geringstmöglieher Bildung unerwünschter Produkte gewonnen. Durch die Erfindung "rönnen hohe Aktivitäts— und Selektivitätsniveaus über langclauernde Uetriebszeiten bei der katalytischen Isomerisierung und/oder Disproportionierung von Alkylaroraaten aufrecht erhalten werden.see the deposition of alkyl aromatic hydrocarbons in the liquid phase and at low temperature in the presence of a high-activity crystalline aluminosilicate catalyst. According to the invention, a regulated isomerization and / or disproportionation of alkyl aromatic hydrocarbons is carried out at low temperatures below about 516 ΰ (60C 0 F); there are increased yields of usable products with the lowest possible formation of undesirable products. The invention "allows high levels of activity and selectivity to be maintained over long operating times in the catalytic isomerization and / or disproportionation of alkyl aromatic compounds.
Bei den ki^istallinen Aluminosilicaten, die bei der Herstellung der erfindungsgemäB verwendeten Katalysatoren benutst werden, kann es sich entweder un natürliche oder um synthetische Zeolithe handeln. Diese Materialien bestehen im v.eseitlichen aus den dehydratisieren Formen von kristallinen v/asser- und siliciumdiosrfdlialtigen Zeolithen, die unterschiedliche !.!engen an Alkalimetall und Aluminium, mit oder ohne anderen Ketallen, enthalten. Die Ato^e des Alkalimetalls, SiI ic rums, Aluiainiuas und Sauerstoffs sind in diesen Zeolithen in Foru eines Aluiainosilicatsalses in einem bestimmten und beständigen kristallinen Lluster angeordnet. Die Struktur enthält eine große Anzahl an kleinen Hohlräumen, die durch eine Anzahl noch kleinerer Löcher oder Kanä" ? miteinander verbundenIn the case of the ki ^ istalline aluminosilicates, which are used in the Production of the catalysts used according to the invention are used it can be either un natural or synthetic zeolites. These materials exist in the v. lateral from the dehydrated forms of crystalline v / ater- and silicon-dehydrated zeolites, the different !.! close to alkali metal and aluminum, with or without other ketals. The atoms of the alkali metal, SiI ic rums, aluminum and oxygen are in these zeolites in foru of an aluainosilicate as in a certain and permanent crystalline luster arranged. The structure contains a large number of small cavities connected by a number of even smaller holes or channels
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BADBATH
sind. Diese Hohlräume und Kanäle sind im wesentlichen von gleichmäßiger Größe. Das bei der Herstellung des erfindungs-.gemäß verwendeten Katalysators benutzte Alkalialuminosilicat hat eine gleichmäßige Porenstruktur mit Öffnungen, die durch einen wirksamen Porendurclimesser von mehr als 6 und weniger als 15 Angströmeinheiten gekennzeichnet sind, wobei die öffnungen hinreichend groß sind, um die Moleküle der umzuwandelnden Kohlenwasserstoffbeschickung einzulassen. Die bevorzugten kristallinen Aluminosilicatzeolithe v/eisen ein starres dreidimensionales Netzwerk auf, das durch ein System von Hohlräumen und verbindenden Kanälen oder Porenöffnungen gekennzeichnet ist; die Hohlräume sind miteinander in drei Dimensionen durch Porenöffnungen oder Kanäle verbunden, die Mindestdurchmesser von mehr als 6 Angströmeinheiten und. weniger als 15 Angströmeinheiten haben. Ein typisches spezifisches Beispiel einer derartigen Struktur ist die des Minerals Faujasit.are. These cavities and channels are essentially of uniform size. That in the production of the invention The alkali aluminosilicate catalyst used has a uniform pore structure with openings opening through an effective pore diameter of more than 6 and less than 15 angstrom units are characterized, the openings are large enough to accommodate the molecules to be transformed Admit hydrocarbon feed. The preferred crystalline aluminosilicate zeolites are iron rigid three-dimensional network created by a system of cavities and connecting channels or pore openings is marked; the cavities are connected to one another in three dimensions by pore openings or channels that Minimum diameter greater than 6 Angstrom units and. fewer than 15 angstrom units. A typical specific example of such a structure is that of the mineral Faujasite.
Typische für die Erfindung geeignete kristalline Aluminosilicate sind beispielsweise natürlich vorkommende Zeolithe, z.B. Mordenit und Faugasit, und die synthetischen Materialien, wie synthetischer Mordenit und die Zeolithe x, y und ß. Besonders bevorzugt werden Aluminosilicate hohen Siliciumdioxydgehalts, die ein Atomverhältnis von Silicium zu Aluminium über 1,8 aufweisen, z.B. die Zeolithe y und ß und Mordenit.Typical crystalline aluminosilicates useful in the invention are, for example, naturally occurring Zeolites, e.g. mordenite and faugasite, and the synthetic ones Materials such as synthetic mordenite and the zeolites x, y and ß. High aluminosilicates are particularly preferred Silicon dioxide content, which is an atomic ratio of silicon to aluminum have more than 1.8, e.g. the zeolites y and ß and mordenite.
Das Verfahren zur Herstellung derartiger Alkalialu-The process for the production of such alkali alu
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minosilicate umfasst allgemein ein Erhitzen eines geeigneten Geinischs von Oxyden oder Materialien, deren chemische Zusammensetzungen vollständig als Gemisch der Oxydeminosilicates generally include heating a suitable one Geinischs of oxides or materials, their chemical compositions completely as a mixture of oxides
0-, SiOp und HpO ausgedrückt werden können, in wäßriger Lösung bei einer Temperatur von etwa 10O0C über Zeiträume von 15 Minuten bis 90 Stunden oder mehr. Das Produkt, das in diesem heißen Gemisch kristallisiert, wird daraus abgetrennt und. mit Wasser gewaschen, bis das V/asser im Gleichge-, wicht mit dem Zeolith einen pH-Wert im Bereich von 9 bis 12 hat, und danach durch Erhitzen dehydratisiert» Zeolith ß wird hergestellt aus Reaktionsgemischen, die Tetraäthylammoniumhydroxyd als Alkali enthalten, und insbesondere durch Erhitzen eines Geinischs der Oxyde oder von Materialien, deren chemische Zusammensetzungen vollständig als Gemische der Oxyde ITa2O, Al2O-,, T(G2H5)^Il)2O, SiO2 und H3O ausgedrückt v/erden können, in wäßriger Lösung, zweckmäßig bei einer Temperatur von etwa 75 - 200 G, bis Kristallisation eintritt. Die Zusammensetzung des Reaktionsgemische, ausgedrückt durch die Molverhältnisse, fällt vorzugsweis'e in die nachstehenden Bereiche: 0 -, HPO siop and can be expressed, in aqueous solution at a temperature of about 10O 0 C for periods of 15 minutes to 90 hours or more. The product that crystallizes in this hot mixture is separated therefrom and. washed with water until the water in equilibrium with the zeolite has a pH value in the range from 9 to 12, and then dehydrated by heating by heating a mixture of oxides or materials whose chemical compositions are fully expressed as mixtures of the oxides ITa 2 O, Al 2 O- ,, T (G 2 H 5 ) ^ II) 2 O, SiO 2 and H 3 O v / can ground, in aqueous solution, expediently at a temperature of about 75-200 G, until crystallization occurs. The composition of the reaction mixture, expressed by the molar ratios, preferably falls within the following ranges:
Si02/Al20x von etwa 10 bis etwa 200;Si0 2 / Al 2 0 x from about 10 to about 200;
Iia20/TetraäthylaiüBioniumhydroxyd von etwa 0,0 bis OJlIia 2 0 / TetraäthylaiüBioniumhydroxyd from about 0.0 to 0.11
Tetraäthylai:imoriiuiiihydroxyd/Si02 von etwa 0,1 bisTetraäthylai: imoriiuiiihydroxyd / Si0 2 from about 0.1 to
etwa 1,0;about 1.0;
HpO/TetraäthylammoniuMhydroxyd von etwa 20 bisHpO / tetraethylammonium hydroxide from about 20 to
etwa 75· iabout 75 · i
C 9 $ 3 3 / * 4 1 SC 9 $ 3 3 / * 4 1 S.
Die kristallinen Aluminosilicate sind durch eine hohe katalytisch^ Aktivität gekennzeichnet, die ihnen durch Basenaustausch der Alkalifora mit einer Basenaustausehlösung, zum Ersatz sämtlicher oder mindestens eines beträchtlichen Anteils der ursprünglichen Alkaliionen durch andere Kationen, erteilt wird. Zu derartigen Kationen gehören üetallkationen, wie Calcium, magnesium, Mangan, Chrom, Aluminium, Zirkon, Vanadium, ITickel, Kobalt, Eisen, Seltene-Sruiaetalle und Gemische derartiger Kationen. Zu geeigneten nichtmetallischen Kationen gehören 7/asserstoffionen oder Ionen, die zu einer Umwandlung in Wasserstoffionen befähigt sind, s»B. Ammoniumionen usw. Die Berührungsaeit- zwischen der Baeenaustauschlösung und dem kristallinen Aluminosilicat wird so gewählt, daß ein Ersatz der Alkalimetall ionen des Materials in einem solchen Ausmaß herbeigeführt v/ird, daß der Alkalimetallgehalt der Zusammensetzung nach dem Basenaustausch weniger als 4- Qew.-% und vorzugsweise weniger als etwa 5 Gevr,-% beträgt.The crystalline aluminosilicates are characterized by a high catalytic activity which is imparted to them by the base exchange of the alkali metal with a base exchange solution to replace all or at least a considerable proportion of the original alkali ions with other cations. Such cations include metal cations such as calcium, magnesium, manganese, chromium, aluminum, zirconium, vanadium, nickel, cobalt, iron, rare metals and mixtures of such cations. Suitable non-metallic cations include hydrogen ions or ions which are capable of converting into hydrogen ions, s »B. Ammonium ions, etc. The contact between the alkali exchange solution and the crystalline aluminosilicate is chosen so that replacement of the alkali metal ions of the material is brought about to such an extent that the alkali metal content of the composition after the base exchange is less than 4% by weight. and preferably less than about 5 % by weight.
liach der Basenaustauschbehandlung wird das Produkt aus der Behandlungslösung entfernt. Anionen, die durch die Behandlung mit der Basenaustauschlösung eingeführt worden sind, werden durch Waschen der behandelten Zusammensetzung mit Wasser über einen solchen Zeitraum, bis das Material frei von solchen Anio nen ist, entfernt. Das gewaschene Produkt wird dann getrocknet, im allgemeinen in I»uft, um praktisch alles Wasser daraus zu entfernen. Wenngleich die !TrocM.iiu.tg bei Umgebungstemperatur erfolgen kann, ist es ge-After the base exchange treatment, the product becomes removed from the treatment solution. Anions produced by the Treatment with the base exchange solution introduced by washing the treated composition with water for a period of time until the material is free of such anions. The washed product is then dried, generally in air, in order to remove practically all of the water therefrom. Although the ! TrocM.iiu.tg can take place at ambient temperature, it is
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wohnlich zweckmäßiger, die Entfernung von Feuchtigkeit zu erleichtern, indem man das Produkt 4· bis 48 Stunden "bei einer Temperatur zwischen etwa 65 und etwa 316 C (150 6000F) hält«more convenient to facilitate the removal of moisture by keeping the product for 4 to 48 hours "at a temperature between about 65 and about 316 C (150 600 0 F)"
Das getrocknete Material wird dann einer Aktivierung sbehandlung unterworfen; diese ist wichtig, um die Zusammensetzung katalytisch aktiv zu machen. Eine derartige Behandlung umfasst ein Erhitzen des getrockneten Materials in einer Atmosphäre, die den Katalysator nicht nachteilig beeinflusst, s.3. in Luft, Stickstoff, Wasserstoff, Abgas, Helium oder einem anderen Inertgas. Im allgemeinen wird das getrocknete Material in luft auf eine Temperatur im Bereich von etwa 260 - 815°C (500 - 150C0F) über einen Zeitraum von mindestens etwa 1 Stunde und gewöhnlich zwischen 1 und 46 Stunden erhitzt. Das fertige Produkt hat eine Qberflachengröße im Bereich von etwa 100 - 700 m /g«The dried material is then subjected to an activation treatment; this is important to make the composition catalytically active. Such a treatment includes heating the dried material in an atmosphere that does not adversely affect the catalyst, see 3. in air, nitrogen, hydrogen, exhaust gas, helium or another inert gas. Generally, the dried material is heated in air to a temperature in the range of about 260-815 ° C (500-150C 0 F) for a period of at least about 1 hour, and usually between 1 and 46 hours. The finished product has a surface area in the range of about 100 - 700 m / g «
Für das Verfahren gemäß der Erf in&Uk^, geeignete Katalysatoren können auch hergestellt werden, indem man die basenausgetauschte Form des Aluminosilicate, wie vorstehend beschrieben, mit einer Matrix aus wasserhaltigem Oxyd, z.B. Tonen oder anorganischen Oxydgelen, voreinigt. Das kristalline Aluminosilicat kann in weit veränderlichen Mengen im Bereich von 1 bis 95 Gew.-% in der Matrix dispergiert oder in anderer V/eise mit dieser vereinigt werden, vorzugsweise wird es in Mengen im 3ereich von 2 bis etwa 50 Gew.-56, bezogen auf die GesantEusammensetzung, benutzt.Catalysts suitable for the process according to the invention can also be prepared by pre-cleaning the base-exchanged form of the aluminosilicate, as described above, with a matrix of hydrous oxide, for example clays or inorganic oxide gels. The crystalline aluminosilicate can be dispersed in the matrix in widely varying amounts in the range from 1 to 95 % by weight or combined with it in another way; it is preferably used in amounts in the range from 2 to about 50% by weight. based on the total composition.
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Bei den Einsatzmaterialien für die katalytische Umlagerung von alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen kann es sich um Alkylbenzole, z.B. Toluol, die Xylole, Propylbenzole und allgemein Mono- oder PolystkyLbenzole, handeln. Das Einsatzmaterial kann auch Diaromaten, z.B. Alkylnaphthaline, umfassen. Im allgemeinen handelt es sich bei dem Einsatzmaterial um einen alkylaromatischen Kohlenwasserstoff mit 7 bis 15 Kohlenstoffatomen, entweder in weitgehend' reiner Form oder in Form einer Kohlenwasserstofffraktion, die reich an Alkylaromaten ist. Bevorzugte -Alkylbenzole sind Toluol und Xylole, da Toluol zu den wertvolleren Produkten Benzol und Xylole disproportioniert und die Xylole zu größtmöglicher Ausbeute an erwünschten Isomeren isomerisiert werden können.In the case of the feedstocks for the catalytic rearrangement of alkyl aromatic hydrocarbons it can are alkylbenzenes, e.g. toluene, the xylenes, propylbenzenes and, in general, mono- or polystyrene benzenes. The input material may also include diaromatics such as alkyl naphthalenes. Generally it is the feedstock an alkyl aromatic hydrocarbon with 7 to 15 carbon atoms, either in largely pure form Form or in the form of a hydrocarbon fraction rich in alkyl aromatics. Preferred -alkylbenzenes are toluene and xylenes, since toluene disproportionates the more valuable products benzene and xylenes and the xylenes to the greatest possible extent Yield of desired isomers can be isomerized.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird in flüssiger Phase bei einer Temperatur unterhalb 316°C (600 F) und vorzugsweise im Bereich von 149 - 316 C (300 - 600 F) durchgeführt. Der Druck kann im Bereich von Atmosphärendruck oder weniger bis herauf zu einem hinreichenden Druck, um das Einsatzmaterial in flüssiger Phase zu halten, liegen, z.B. 0 bis 140 atü (0 - 2000 psig). Im allgemeinen wird die Isomerisierungsreaktion bei einer Temperatur von etwa 149 - 2600C (300 - 500 F) durchgeführt, während die Disproportionierungsreaktion zweckmäßig bei einer höheren Temperatur im Bereich .von etwa 204 - 316°G (400 - 6000F) und vorzugsweise im Bereich von etwa 260 - 3160C (500 - 6000F) vorgenommen wird.The process according to the invention is carried out in the liquid phase at a temperature below 316 ° C (600 F) and preferably in the range of 149-316 C (300-600 F). The pressure can range from atmospheric or less up to a pressure sufficient to maintain the feedstock in the liquid phase, e.g., 0 to 140 atmospheres (0-2000 psig). 260 0 C (300 - - 500 F) In general, the isomerization reaction at a temperature of about 149 is performed while the disproportionation reaction .of appropriate at a higher temperature in the range of about 204 - 316 ° G (400-600 0 F), and preferably in the range of about 260-316 0 C (500-600 0 F) is carried out.
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Bei der Umlagerungsreaktion können stündliche Haumströmungsgeschwindigkeiten der Flüssigkeit (LHSY) in einem weiten Bereich, etwa 0,1 bis 25» zur Anwendung kommen. Vorzugsweise liegt die Raumströmungsgeschwindigkeit im Bereich von 1 bis 10, da die Umwandlung mit einer Erhöhung der Raumströmungsgeschwindigkeit abnimmt, wenngleich die Selektivität im allgemeinen erhöht wird.During the rearrangement reaction, hourly liquid flow velocities (LHSY) in a wide range, about 0.1 to 25 »can be used. Preferably the space velocity is in the range from 1 to 10 as the conversion increases with an increase the space velocity decreases, although the selectivity is generally increased.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung werden die aus der Umlagerung der alkylaromatischen Kohlenwasserstoffe anfallenden Produkte zur Gewinnung geeigneten Trennbehandlungen unterworfen. Derartige Trennverfahren, wie Kristallisation, Anwendung von Komplexbildnern oder Destillation, sind bekannt.In the method according to the invention, the from the rearrangement of the alkyl aromatic hydrocarbons resulting products are subjected to suitable separation treatments for recovery. Such separation processes, such as crystallization, Use of complexing agents or distillation are known.
Es wurde o-Xylol durch Berührung mit einem Seltenen-Srden-3äure-Alumin.osilicatkatalysator isomerisiert und disproportioniert. Der Katalysator wurde hergestellt durch Basenaustausch von Zeolith χ mit Seltenen-Erdchlorid- und Aramoniuinchloridlösungen und nachfolgende Erhitzung; es wurde ein Material erhalten, das etwa 25 % Seltene-Erdoxyde, berechnet als SE0Ox. enthielte Dieses wurde dann in einer Menge von etv/ε 5 ~/° in eine Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Matrix einverleibt. Der Katalysator enthielt weniger als 4· G-ew.-% Natrium.O-xylene was isomerized and disproportionated by contact with a rare sorbent-3 acid aluminum silicate catalyst. The catalyst was prepared by exchanging the base of zeolite χ with rare earth chloride and aramoniuin chloride solutions and subsequent heating; a material was obtained containing about 25 % rare earth oxides calculated as SE 0 O x . This was then incorporated into a silicon dioxide-aluminum oxide matrix in an amount of etv / ε 5 ~ / °. The catalyst contained less than 4% by weight of sodium.
Die Umsetzung des o-Xylols an dem Katalysator erfolgte in flüssiger Phase bsi einem Druck von 28 atü (400 psig), einer leniperatm? von 17?c0 (35Ο°Γ) uM eine^ btThe conversion of the o-xylene on the catalyst took place in the liquid phase at a pressure of 28 atü (400 psig), a leniperatm? from 17? c 0 (35Ο ° Γ) uM a ^ bt
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chen Haamströmungsgeschwindigkeit des Xylols (flüssig) Tön 0,25« Die. nach 750 und II70 Minuten Betriebsdauer erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle I aufgeführt.Chen hair flow rate of xylene (liquid) clay 0.25 «The. obtained after 750 and 70 minutes of operation Results are shown in Table I below.
Isomerisierung-Disprcportionierimc von o-Xylol in flüssiger Phase bei 177°0 (3500F)Isomerization-Disprcportionierimc of o-xylene in liquid phase at 177 ° 0 (350 0 F)
Beschickung
(perkoliertes
o-Xylol,
Phillips)feed
(percolated
o-xylene,
Phillips)
Produktproduct
Betriebszeit, min Analys e $ Gew.-% Operating time, min Analysis $ wt. %
750750
11701170
(1,2,3)(1,2,4)
(1,2,3)
frei(o-xylene
free
Isomerisierung/ (Gew·)Isomerization / (wt)
100,0100.0
0,390.39
100,0100.0
3,953.95
100,0100.0
3,933.93
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1B684601B68460
— 1Ί —- 1Ί -
!Toluol wurde in flüssiger Phase über einem Seltenen-Erden-Säure-Katalysator ähnlicli dem des Beispiels 1 disproportioniert. Als Heaktionsbedingungen mirden eine Temperatur von 232 - 274°C (4-50 - 525°ί?), ein Druck von 28 atü (400 psig) und eine stündliche Raumströarangsgeschwindigkeit des r£oluols (flüssig) von 0,5 eingeiiaUEii.Toluene was disproportionated in the liquid phase over a rare earth acid catalyst similar to that of Example 1. As Heaktionsbedingungen mirden a temperature of 232 - 274 ° C (4-50 - 525 ° ί?), A pressure of 28 atm (400 psig) and an hourly Raumströarangsgeschwindigkeit of r £ oluols (liquid) eingeiiaUEii of 0.5.
Die nach 150 und nach 420 LIinuten Betriebsdauer erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle II zusammengestellt.Those obtained after 150 and 420 minutes of operation Results are shown in Table II.
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Selektivitcät bei der Disproportionierung von Toluol in flüssiger Phase bei 232 (450 -Selectivity in the disproportionation of toluene in the liquid phase at 232 (45 0 -
100,0 100,0 100,0100.0 100.0 100.0
100,0100.0
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Die Wasserstoffoim von Mordenit wurde hergestellt, indem die ITatriumform von synthetischem Mordenit durch Ionenaustausch in die Ammoniumform umgewandelt und dann durch Galcinierung eine Umwandlung der Ammoniumform in die Wasserstoff form vorgenommen wurde. Der sich ergebende Katalysator enthielt gemäß Analyse 0,04 Gew.-% Natrium und er hatte ein Silicium/Aluminium-Verhältnis von 5 : 1.The Hydrogenoim of Mordenite was made, by using the sodium form of synthetic mordenite Ion exchange is converted into the ammonium form and then galvanization converts the ammonium form into the hydrogen form was made. The resulting catalyst contained and had 0.04 wt% sodium by analysis a silicon / aluminum ratio of 5: 1.
Es wurde die Wasserstofform von Zeolith-y hergestellt, indem die liatrrumform von Zeolith y durch Ionenaustausch in die Amnoniumform umgewandelt und dann durch Calcinierung die Ammoniumionen in Wasserstoffionen übergeführt wurden. Der sich ergebende Katalysator enthielt gemäß Analyse 0,1 Gew.->o ITatrium und hatte ein Silicium/Aluminium-Verhältnis von 4,3 : 1·The hydrogen form of zeolite-y was produced, by ion-exchanging the liatric form of zeolite y in the ammonium form was converted and then the ammonium ions were converted into hydrogen ions by calcination. Of the According to analysis, the resulting catalyst contained 0.1% by weight> o ITodium and had a silicon / aluminum ratio of 4.3: 1
Es wurde die Wasserstofform von Zeolith ß hergestellt, indem die ITatrium-Tetraäthylammoniumform von Zeolith ß zur Umwandlung der Tetraäthyl ammo niumione η in Wasserstoffionen calciniert wurde. Der sich ergebende Katalysator enthielt gemäß Analyse 0,75 Gew.-;# Natrium und er hatte ein Silicium/ Aluminium-Verhältnis von 10,4 : 1.The hydrogen form of zeolite ß was produced, by using the sodium tetraethylammonium form of zeolite ß to convert the tetraethyl ammo niumione η was calcined in hydrogen ions. The resulting catalyst contained according to Analysis 0.75 wt .-; # Sodium and it had a silicon / Aluminum ratio of 10.4: 1.
Die Katalysatoren der Beispiele 3 bis 5 wurden auf. ihre Fähigkeit zur Umwandlung von Xylol in Xylolisomere und disproportionierte Produkte, wie Benzol, (Trimethyl- undThe catalysts of Examples 3 to 5 were on. their ability to convert xylene into xylene isomers and disproportionate products, such as benzene, (trimethyl and
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Tetramethylbenzole, geprüft. Es wurden 200 ial reines o-Xylol und 3 g Katalysator in flüssiger Phase in einer Schüttelbombe bei 2040G (400°F) umgesetzt, ITach 10 Stunden vrar&en folgende Ergebnisse erhalten:Tetramethylbenzenes, checked. 200 ml of pure o-xylene and 3 g of catalyst in the liquid phase were reacted in a shaking bomb at 204 0 G (400 ° F), the following results were obtained after 10 hours:
nierung ,^-Gej/. -c/o Disproportion
nation, ^ - Gej /. - c / o
umwandlung ,
Gew.-%total
conversion,
Wt%
sierung,
Gew.-fo Isoaeri-
ization,
Weight fo
Es wurde Toluol über einem Y/asserstoff-Seolith-y-Katalysator, hergestellt v/ie im Beispiel 4, bei 260°C (500 J?) in einem Fließreaktor bei einer stündlichen. Haumströmungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit von 1 disproportioniert. Die Eeaktion wurde durch einen DrUCk von 35 atü (500 psig) in flüssiger Phase gehalten. Die Ergebnisse nach einstündiger Betriebsdauer sind nachstehend aufgeführt:It was toluene over a Y / hydrogen Seolite y catalyst, produced v / ie in Example 4, at 260 ° C (500 J?) in a flow reactor at an hourly. Skin flow velocity the liquid disproportionated by 1. The Eeaktion was by a pressure of 35 atm (500 psig) kept in the liquid phase. The results after one hour of operation are shown below:
Umwandlung, Gew.-% 35»1Conversion, wt% 35 »1
Selektivität, Gew.Selectivity, wt. -%-%
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