DE1944405C3 - Bimetallsalz-Komplexverbindungen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung - Google Patents
Bimetallsalz-Komplexverbindungen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre VerwendungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Bimetallsalz-Komplexverbindungen der allgemeinen Formeln
CuAlX4 · L2 und CuAlX4 · CO
worin X ein Chlor- oder Bromatom darstellt und L Benzol, Toluol, Äthylen, Propylen, Acetylen, Methylacetylen
oder Butadien bedeutet, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen und ihre Verwendung
zum Abtrennen und Reinigen von Kohlenmonoxid oder ungesättigten Verbindungen mit stärker komplexbildenden
Eigenschaften aus deren Gemischen in Gegenwart von Aromaten als Lösungsmittel, entsprechend
den vorstehenden Patentansprüchen.
Die Verwendung verschiedener Salze als Komplexbildungsmittel zur Abtrennung und Gewinnung bzw.
Reinigung verschiedener Liganden ist bekannt Salze, wie Kupfer(I)ammoniumacetat und Kupferhalogenide,
z. B. Kupfer(I)chlorid, werden weitgehend zur Gewinnung von Liganden, wie Acetylen, Butadien,
Kohlenmonoxid oder Monoolefinen eingesetzt Die Verwendung solcher Salze geschieht zwar im allgemeinen
mit Erfolg, dennoch birgt sie einige Nachteile: so haben diese Salze, insbesondere das Kupfer(l)ammoniumacetat,
keinen weiten Anwendungsbereich und erwiesen sich nur für die Gewinnung weniger Liganden
als geeignet. Die Kupfer(I)halogenide können zwar für die Gewinnung mehrerer Ligandenarten eingesetzt
werden, doch machen sie die Anwendung recht harter Bedingungen erforderlich. Beispielsweise erwies sich
das Kupferchlorid als brauchbar für die Komplexbildung mit Äthylen, z. B. aus Äthan-Äthylen-Strömen. Da
aber der Äthylen-Kupfer(I)chiorid-Komplex bei Raumtemperatur
und unter atmosphärischen Bedingungen verhältnismäßig unbeständig ist, d. h. einen hohen
Dissoziationsdruck aufweist, müssen für eine gangbare Ätliylengewinnung niedrige Temperaturen und/oder
hohe Drücke angewendet werden. So beginnt bei Normaldruck die Äthylen-Komplexbildung bei einer
Temperatur von —9° C, und bei —18° C kann erst eine
Ausbeute von 44 Gew.-% aus 50gew.-%igen Äthylenströmen erzielt werden. Da aber für wirtschaftliche
Verfahrensweisen Ausbeuten von über 90 Gew.-% erforderlich sind, müssen Temperaturen zwischen — 37
und —62° C und Drücke von mehr als 20 bar angewendet werden, um zu tragbaren Ergebnissen
kommen zu können. Durch den Aufwand für Druckerzeugung und/oder Kühlung erhöhen sich die Kosten
einer solchen Äthylenproduktion ganz erheblich.
Die Verwendung gemäß vorliegender Erfindung ermöglicht nunmehr Äthylenausbeuten von über 95%,
häufig über 99%, z.B. von 99,9 Gew.-%, die bei Raumtemperatur und bei Normaldruck erzielt werden
können, wobei der Reinheitsgrad des derart gewonnenen Äthylens 99 Gew.-% übersteigt Darüber hinaus
wird erFiiidungsgemäß ein Komplexbildungsmittel eingesetzt,
das vielseitiger als die bisher verwendeten Komplexbildungsmittel ist, d.h. das für eine Vielzahl
von Liganden verwendbar ist, den Liganden gegenüber ein größeres Sorptionsvermögen aufweist und das ganz
allgemein alle Nachteile der bekannten Komplexbildungsmittel ausschaltet.
Aus der DE-AS 10 27 658 ist ein Verfahren zur Abtrennung von ungesättigten Kohlenwasserstoffen
aus olefinhaltigen Gasen oder flüssigen Kohlenwasserstoffgemischen mit Hilfe einer wäßrigen Silberfluoborat-
oder Silberfluosilicatlösung bekannt. Dabei wurde ein Bimetallsalz von Silber eingesetzt. Man arbeitete mit
sehr konzentrierten, wäßrigen Silbersalzlösungen unter einmaliger Bildung und Wiederauflösung eines Olefinkomplexes.
Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Komplexverbindungen ist jedoch weniger Kupfer
erfordei lieh als Silber im bekannten Verfahren benötigt
wurde, da für die Aufnahme der gleichen Anzahl an Molen eines Liganden durch ein Mol einer erfindungsgemäßen
Kupferverbindung aufgrund des geringeren Atomgewichtes von Kupfer gegenüber Silber gewichtsmäßig
weniger Kupfer als Silber durch ein Mol Silberfluoborat erforderlich ist.
Weiterhin kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Bimetallsalz-Komplexverbindungen ein mehrfacher Ligandenaustausch
nacheinander durchgeführt werden, während nach der DE-AS 10 27 658 nur eine Komplexbildung
durchgeführt wurde.
Aus Gmelins Handbuch der Anorg. Chemie, 8. Auflage Teil B, Lieferung 3, 1965, Seite 1356 ist zwar
bereits eine Komplexverbindung von CuAlBr4 mit 1 Mol Toluol bekannt, die einen Feststoff aus gelben Prismen
mit einem Schmelzpunkt von 1400C darstellt. Aus dieser bekannten Komplexverbindung destillierten jedoch
HBr und Bromtoluol neben Toluol beim trockenen Erhitzen ab. Eine Verwendung zur Trennung oder
Reinigung von Olefinen wurde für diese bekannte Komplexverbindung nicht vorgeschlagen.
In vorliegender Anmeldung wird mit dem Ausdruck »Komplexligand« oder »Ligand« das komplex zu
b5 bindende Molekül, nämlich Benzol, Toluol, Äthylen,
Propylen, Kohlenmonoxid, Acetylen, Methylacetylen oder Butadien, bezeichnet, das ein Elektronenpaar
abzugeben und eine Koordinationsbindung mit Kupfer
einzugehen vermag, wie z. B. in
(CH3-CH=CHz)2 · CuAICI4,
(CH3-CH=CHz)2 · CuAICI4,
wo die beiden Propylenmoleküle in Koordination zu
dem Kupferatom stehen. Die Bezeichnung »Komplex« schließt in ihrem vorliegenden Gebrauch die Adsorption
wie auch die Absorption und auch das daraus hervorgehende Produkt ein; das Verfahren wird hier
gewöhnlich als Sorption bezeichnet, wobei ein Sorbent (Salz) ein Sorbat (Ligand) sortiert (mit diesem eine
Komplexverbindung eingeht) und der Komplex dann desorbiert (aufgelöst) werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Bimetallsalz-Komplexverbindungen der angegebenen
Formeln ist dadurch gekennzeichnet, daß man unter praktisch wasserfreien Bedingungen
a) ein Bimetallsalz der Formel CuAlX4, wobei X die
vorstehende Bedeutung hat, mit einem der vorstehend genannten Komplexliganden bei Temperaturen
von -40 bis 1500C umsetze, oder
b) einen Bimetallsalz-Komplex der Formel
CuAlX4 (C6He)2 oder CuAlX4 (C7Hg)2,
worin X die vorstehende Bedeutung hat, mit einem der vorstehend genannten Komplexliganden bei
Temperaturen zwischen etwa -40 und 149° C
umsetzt
Die als Ausgangsverbindungen eingesetzten monomeren Bimetallsalze der Formel CuAlX4 können
hergestellt werden, indem man die entsprechenden Halogenide von Kupfer und Aluminium — wobei das
Kupferhalogenid vorzugsweise im Überschuß vorhanden ist — in Gegenwart eines geeigneten Reaktionsmediums,
gewöhnlich eines Lösungsmittels für das Aluminiumhaiogenid umsetzt. Das monomere Bimetallsalz
kann dann z. B. durch Abdestillieren des Lösungsmittels und/oder Abfiltrieren des überschüssigen Kupfersalzes
ohne Schwierigkeiten gewonnen und für die Sorption der ala Liganden bezeichneten Verbindungen
eingesetzt werden.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Bimetallsalze liegen in monomerer Form vor und sind
von den kristallinen, polymeren Stoffen gemäß Amma, J. Am. Chem. Soa, Bd. 85, S. 4046 (1963) und Turner und
Amma, J. Am. Chem. Soc, Bd. 88, S. 1877 (1966) zu unterscheiden.
Die Umsetzung der Bromide oder Chloride von Kupfer und Aluminium in einem geeigneten Lösungsmittel,
z. B. in einem aromatischen Lösungsmittel, führt zu einer anscheinend gesonderten, monomeren Struktur,
die sich durch folgende Strukturformel wiedergeben läßt:
Cl Cl
Cu
\
\
Al
Cl
Cl
und bei Verwendung von Benzol als Lösungsmittel zu dem erfindungsgemäßen Komplex
QH6
\
\
Cl
Cu
Cl
Al
C6H6
Cl
Cl
Aus der Formel II geht hervor, Jaß das Molverhältnis
von Benzol zu Cu(I) in der erfindungsgemäßen Komplexverbindung 2 :1 beträgt und daß die allgemeine
Formel mit
(C6He)2 · CuAlCl4
wiedergegeben werden kann.
Es wird angenommen, daß die vorstehend angegebene Struktur und die hier genannten Eigenschaften
ίο dadurch zustande kommen, daß sich die entsprechenden
Halogenide in einer stöchiometrischen Menge Benzol unter Umsetzung zusammen lösen, so daß je Mol
Bimetallsalz: zwei Mol Benzol zugegen sind (vgl. Formel H). Man erhält eine klare Lösung, die kein freies, d. h.
nichtgebundenes Benzol aufweist Daten aus der chemischen Stöchiometrie-Analyse sowie Untersuchungen
der magnetischen Kernresonanz bestätigen diese Struktur. Nach Austausch des Benzols im Komplex
durch Propylen zeigten Untersuchungen der magnetisehen Kernresonanz in einer Probe aus (Propylen^
· CuAlCl4, daß das Al tetraedisch an vier Cl-Atome
gebunden ist und daß zwei Propylenmoleküle komplex gebunden sind.
Die Erfindung weist gegenüber bekannten komplexbildenden Mitteln, wie CuCl, deutlich ausgeprägte
Vorteile auf: Es kann eine Vielzahl von Liganden unter Umgebungsbedingungen komplex gebunden werden,
was auf den stabilisierenden Einfluß des Aluminiumsalzes zurückzuführen ist, und es werden Molverhältnisse
von Ligand zu Kupfer von 2 :1 erreicht, während das CuCl lediglich ein Mol Monoolefin oder ein halbes Mol
Diolefin je Mol Kupfer aufnehmen kann.
Zur Herstellung der monomeren Bimetallsalze verwendet man als Reaktionsmedium vorzugsweise ein
solches Lösungsmittel, in dem eines der Chloride oder Bromide von Aluminium oder Kupfer löslich oder
teilweise löslich, das andere aber unlöslich oder vergleichsweise unlöslich ist. So sind AICI3 und AlBn
gewöhnlich in Aromaten, wie Benzol und vorzugsweise Toluol löslich. Hingegen sind CuCl und. CuBr in
Monoolefinen, wie Äthylen oder Propylen, löslich, wobei die «-Monoolefine am meisten bevorzugt
werden. Am zweckmäßigsten jedoch sind aromatische Lösungsmittel.
Es können auch zwei Lösungsmittel vorhanden sein, wobei z. B. eine Lösung von CuCl in Äthylen oder
Propylen und eine Lösung von AlCU in Benzol oder Toluol umgesetzt wird. Da nun das Bimetallsalz
Komplexe mit verschiedenen Verbindungen einschließ-Hch dieser Verbindungen, d. h. Liganden, wie Benzol,
Toluol, Äthylen oder Propylen bildet, kommt es zur Bildung desjenigen Komplexes, der die große Beständigkeit
aufweist, in diesem Falle zur Entstehung des Äthylen- oder Propylenkomplexes, der beständiger ist
als ein Benzol- oder Toluolkomplex.
Nach anderen anwendbaren Herstellungsweisen verfährt man beispielsweise so, daß man festes CuCl mit
einer Lösung von AICI3 in Benzol in Kontakt bringt, wodurch eine Lösung des CuAlCl4 · (CeH6)2-Komplexes,
in dem Benzol entsteht, oder daß man in Propylen aufgeschlämmtes CuCl mit einer Lösung von AlCl3 in
Benzol zusammenbringt, oder daß man festes AlCl3 oder eine AlCl3- Aufschlämmung mit einer Lösung von CuCl
in Propylen in Kontakt bringt, wodurch sich ein
b5 Niederschlag oder eine Lösung von CuAlCl4 · (Propylen^
bildet. Frfindungsgemäß wird das Benzol, Toluol, Äthylen oder Propylen in stöchiometrischem Verhältnis
zu dem Bimetallsalz zugesetzt, so daß je Mol
eingesetztes Kupferchlorid und Aluminiumchlorid zwei Mol Benzol, Toluol, Äthylen oder Propylen
verwendet werden.
Die Komplexverbindung kann dann z. B. dadurch gewonnen werden, daß man den ausgefallenen
CuAICU · (Propylen)2-Komplex abfiltriert oder dekantiert
oder daß man überschüssiges Lösungsmittel ajs den CuAlCU · (C6H6J2-, CuAlCU ■ (C7He)2-und löslichen
CuAlCU · (Äthylen^- und CuAICI4 ■ (Propylen)2-Komplexen
abdestilliert. Das Bimetallsalz kann durch Komplexauflösung, z. B. mittels Wärmeanwendung
und/oder Druckverminderung gewonnen werden.
Die Bedingungen für die Herstellung des Bimetallsalzes sind im allgemeinen nicht kritisch und können
weitgehend variiert werden. Es ist lediglich notwendig, daß das System in flüssigem Zustand, d. h. daß das
Lösungsmittel in flüssiger Form, also jeweils oberhalb seines Erstarrungspunktes und unterhalb seines Siedepunktes,
vorliegt. Somit können die Temperaturen, bei denen die entsprechenden Halogenide von Kupfer und
Aluminium in Kontakt gebracht werden, zwischen etwa -40 und +1500C liegen. Dies sind zweckmäßige
Temperaturgrenzen, da nämlich unterhalb von etwa -400C die verwendeten aromatischen Lösungsmittel
oder deren Komplexverbindungen zur Erstarrung neigen, während sie oberhalb von etwa 1500C leicht
sieden, sofern die Herstellung nicht oberhalb von Normaldruck erfolgt. Vorzugsweise liegen die Temperaturen
zwischen etwa —18 und +660C. Auch die Drücke können schwanken, und es kann bei Unter- wie
auch Überdruck, so z. B. bei 0,007 bis 70 bar, vorzugsweise zwischen Normaldruck und 7 bar gearbeitet
werden. Mit Vorteil arbeitet man jedoch bei Raumtemperatur, d.h. bei 18 bis 25°C, und unter
Normaldruck.
Erhebliche Bedeutung kommt bei der Herstellung der Bimetallsalze der katalytischen Aktivität von freiem
Aluminiumchlorid oder Aluminiumbromid, insbesondere des hochaktiven Friedel-Crafts-Katalysators AICI3,
zu. Um z. B. freies AICI3 auszuschalten, wird vorzugsweise
das Kupfersalz im Überschuß verwendet so daß die Umsetzung des gesamten AICI3 gewährleistet ist
Notwendig ist nur, daß etwa überschüssiges Kupfersalz zugegen ist doch beträgt das Molverhältnis von
Kupfersalz zu Aluminiumsalz vorzugsweise mindestens 1,01, besser noch etwa 1,02 bis 1,2.
Die für die Herstellung der Bimetallsalze vorgesehenen Ausgangsstoffe sollten einen hohen Reinheitsgrad
von z. B. 99% und darüber aufweisen. Es kann also umkristallisiertes CuCl verwendet werden, und das
AiCh läßt sich durch Wärmeanwendung unter Stick stoff-Aufwirbelung
und Ausblasen von etwa vorhandenem HCl oder H2O reinigen. Des weiteren sollten die
Halogenide unter Ausschluß von Sauerstoff und Wasser gelagert werden, da die Komponenten dadurch leicht
oxidiert bzw. hydrolysiert werden. Desgleichen sollten sowohl die Umsetzung unter Bildung des Bimetallsalzes
als auch alle erfindungsgemäßen Umsetzungen (Sorptionsverfahren),
in denen das Bimetallsalz zur Anwendung kommt vorzugsweise unter praktisch wasserfreien
Bedingungen und im wesentlichen unter Ausschluß von Sauerstoff erfolgen. Im allgemeinen jedoch können
Wasser und Sauerstoff in Mengen von weniger als etwa 10 ppm Wasser oder Sauerstoff vorhanden sein. Ferner
sollte das für die Herstellung des Bimetallsalzes ausgewählte Lösungsmittel durch das Aluminiumhalogenid
nicht polymerisierbar sein, und es sollten nur inerte Reaktionsmedien eingesetzt werden. Dementsprechend
haben die aromatischen Lösungsmittel gegenüber den monoolefinischen den weit größeren
Vorzug.
Die Bimetallsalze oder deren Komplexe der Formel CuAlX4 (C6H6J2 oder CuAlX4 (C7Hj)2,
Die Bimetallsalze oder deren Komplexe der Formel CuAlX4 (C6H6J2 oder CuAlX4 (C7Hj)2,
worin X ein Chlor- oder Bromatom bedeutet, können zur Herstellung der erfindungsgemäßen Bimetallsalz-Komplexverbindungen
verwendet werden und sind für die Sorption, Abtrennung und Gewinnung der Komplexliganden
Äthylen, Propylen, Kohlenmonoxid, Acetylen, Methylacetylen oder Butadien in hochkonzentrierten
Formen sehr geeignet. Die Salze können in Form von Lösungen (in Aromaten), von flüssigen
Komplexverbindungen der vorstehenden Formel, von Feststoffen (Wirbelschicht oder Festbett) und von
Aufschlämmungen (in Paraffinen mit oder ohne aromatische Aktivatoren) eingesetzt und mit den
vorstehenden Komplexliganden in Kontakt gebracht werden, die entweder in gasförmigem oder in flüssigem
Zustand vorliegen. Man muß also lediglich Salz und Ligand in-engen Kontakt bringen, wie dies durch übliche
Kontakteinrichtungen für Gas-Feststoff, Gas-Flüssigkeit, Flüssigkeit-Feststoff, Flüssigkeit-Flüssigkeit unschwer
erreicht wird. Bei der Festlegung der Kontakteinrichtungen wird man im allgemeinen jedoch vorzugsweise
den physikalischen Zustand des Liganden ausnutzen. Bei gasförmigem Zustand des Liganden ist
also der Sorbent normalerweise flüssig, während bei
jo einem flüssigen Liganden der Sorbent flüssig oder fest
sein kann. Allgemein wird bei Verwendung des Sorbenten in fester Form die Ligandengewinnung in
dem Maße erhöht in dem sich die Temperatur des Liganden seinem Taupunkt nähert Die Temperatur des
Komplexliganden sollte sich also um nicht mehr als 17°C, vorzugsweise nicht mehr als 110C, noch besser
nicht mehr als 5,5° C von seinem Taupunkt unterscheiden, wobei diese Temperaturangaben vom Taupunkt an
aufwärts gelten, sobald ein fester Bimetallsorbent zur Verwendung gelangt
Im erfindungsgemäßen Verfahren kann jeder der vorgenannten Liganden durch das Salz selbst sorbiert
werden, während davon abgeleitete Komplexe der Formel
CuAlX4 (C6H6J2 oder CuAlX4 (C7H8J2
jeden Liganden mit größerer Komplexstabilität sorbieren, d. h. es findet eine Austauschumsetzung statt wobei
der beständigere Ligand den weniger beständigen Liganden verdrängt
Gewöhnlich ist der Komplexligand, der z.B. durch
begünstigte Komplexbildung abgetrennt und gewonnen werden soll, in einem Beschickungsstrom im Gemisch
mit verschiedenen anderen Verbindungen enthalten, die entweder überhaupt nicht oder weniger begünstigt
sorbiert werden, mit anderen Worten, deren Komplexe weniger beständig sind als der Komplex der begünstigt
zu sorbierenden Verbindung. So lassen sich z.B.
Beschickungsströme wie Äthan/Äthylen oder Propan/ Propylen (das Paraffin wird nicht sorbiert) auf
Olefin-Konzentrierung hin behandeln. Soweit jedoch mehrere Liganden sorbiert werden können, was z. B.
der Fall ist wenn ein fester Sorbent oder eine feste Aufschlämmung zur Verwendung kommt können die
komplex gebundenen Liganden insgesamt oder einzeln aus dem Komplexverband gelöst und durch Destillation
bzw. fraktionierte Komplexauflösung gewonnen werden.
Das Bimetallsalz kann als trockener Feststoff, in einer Aufschlämmung mit Verdünnungsmitteln, wie C3- bis
C20-Paraffinen, C5- bis C2o-Naphthenen, oder als Lösung
in Cb- bis Ci2-Aromaten oder C5- bis CirCycloolefinen
eingesetzt werden. Bei Verwendung von Benzol- oder Toluollösungen bildet sich der aromatische Komplex,
und als Sorbent wirkt dann der aromatische Komplex und nicht das Salz allein; da aber im Vergleich zu den
verschiedenen anderen komplexgeeigneten Liganden dieser Komplex mit Benzol oder Toluol der am
wenigsten beständige ist, wird das Benzol oder Toluol sehr bald durch den angestrebten Liganden ersetzt. Der
Komplex mit Benzol oder Toluol gilt als bevorzugter Sorbent, da er flüssig ist. Jedes der genannten
Herstellungsverfahren hat Vor- und Nachteile. So ergibt z. B. die Komplexbildung von Äthylen mit CuAlCU als
trockener Feststoff oder als Paraffinaufschlämmung eine unveränderliche Gleichgewichtskonstante, während
die Verwendung einer Lösung in Toluol oder Benzol oder eines flüssigen Komplexes von CuAlCU mit
Benzol oder Toluol zu einem Lösungsgleichgewicht führt, das von der Menge der vorhandenen Reaktionsteilnehmer und Produkte abhängt. Das Vorliegen eines
unveränderlichen Gleichgewichtes ist insofern von Vorteil, als es den Verbrauch des gesamten CuAlCU in
dem Verfahren gestattet, während durch die Erzeugung eines Lösungsgleichgewichtes infolge der Em stehung
von freiem Benzol oder Toluol (durch Verdrängung) und des Verbrauchs des (Benzol oder ToIu-01)2
· CuAlCU-Komplexes die Umwandlung begrenzt wird. Andererseits wird im Falle des unveränderlichen
Gleichgewichtes die Produktausbeute durch den Dissoziationsdruck des (Äthylen^ ■ CuAlCU-Komplexes begrenzt,
während beim Lösungsgleichgewicht eine vollständige Produktgewinnung möglich ist. Allgemein
bevorzugt man jedoch die Verwendung von flüssigen Komplexen des Bimetallsalzes mit Benzol oder Toluol
(wegen ihrer einfachen Handhabung, beispielsweise einer raschen Ableitung der bei der Komplexbildung
freiwerclenden Wärme, da sie zum einen im Ligandenaustausch ausgeglichen wird und da zum anderen durch
die leichtere Wärmeübertragung der enge Kontakt zwischen Ligand und Sorbent gefördert wird) oder von
Paraffin-Aufschlämmungen, die, bezogen auf das Bimetallhalogenid, mit mindestens etwa 10 Mol-%, vorzugsweise
10 bis 300 Mol-%, besser 100 bis 150 Mol-% eines Aromaten aktiviert worden sind, wobei es sich bei den
Aromaten vorzugsweise um Benzol oder Toluol handelt.
Es wird angenommen, daß die Aktivierung die Lösung des Bimetallsalzes durch den Aktivator, z. B. Benzol
oder Toluol, in sich schließt, und daß steigende Mengen des Aktivators die Lösung des Salzes vergrößern. Die
Verwendung einer Aufschlämmung mit Benzol oder
i) Toluol als Aktivator kommt daher in bezug auf
Arbeitsweise und Ergebnis der Verwendung eines flüssigen Komplexes mit Benzol oder Toluol in dem
Maße nahe, in dem die Menge an Aktivator zunimmt.
Bei einer Symstemumstellung von trockenem Fest-
2(i stoff oder von einer Paraffinaufschlämmung auf eine
Lösung in Benzol oder Toluol oder auf eine mit Benzol oder Toluol aktivierte Aufschlämmung erhöht sich die
Zahl der Ligandenmole je Kupfermol in dem Bimetallsalz z. B. bei Äthylen- oder Propylen-Komplexen von
:5 1 :1 auf 2:1. Die übliche Koordinationszahl des
Komplexliganden L beträgt für Benzol, Toluol, Äthylen, Propylen, Acetylen, Methylacetylen und Butadien gleich
2. Für Kohlenmonoxid beträgt die Koordinationszahl jedoch gleich 1, d.h. die Komplexverbindung mit
Kohlenmonoxid hat die Formel
CuAlX4 ■ CO
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Komplexverbindungen kann z. B. auch ein Komplex wie
(C6He)2 · CuAlCU
zunächst mit einem MoI Äthylen, das ein stärkeres komplexbildendes Mittel als Benzol darstellt, behandelt
werden.
(C„H6)2 · CuAICI4 + C2H4 >
(C6H6)(C2H4) · CuAlCl4 + C6H6
und es kann sodann mit einem weiteren Mol Äthylen behandelt werden:
(C6H6)(C2H4) · CuAlCl4 + C2H4 >
(C2H4), · CuAlCl4 + C6H6
wobei die Gesamtgleichung wie folgt lautet:
(C6Ht)2 · CuAlCl4 + 2 (C2H4) >
(C2H4J2 · CuAlCl4 + 2 (C6H6)
(2)
Je nach der relativen Stabilität der Liganden und den bei der Behandlung angewandten Mengenverhältnissen
kann daher eine Reihe von Komplexverbindungen entstehen. Darüber hinaus wird in den vorstehenden
Darstellungen eine Verdrängungsumsetzung veranschaulicht, die für die Gewinnung von Liganden genutzt
werden kann. Derartige Verdrängungsumsetzungen können umkehrbar gemacht werden, wodurch eine
Reihe von Liganden leichter gewonnen werden kann.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Anwendung der erfindungsgemäßen
Verbindungen liegt ua. darin, daß die Ligandengewinnung
unter annehmbaren Bedingungen durchgeführt werden kann. Zwar gelten für die verschiedenen
Stoffe etwas unterschiedliche Bedingungen für die Komplexbildung und -auflösung, jedoch können für jede
Art von Komplexbildung die Reaktionstemperaturen zwischen —40 und +1500C, vorzugsweise zwischen
-40 und +930C, besser zwischen 10 und 66° C liegen.
Desgleichen können die Drucke in weitem Bereich schwanken und zwischen 0,5 und 100 bar, vorzugsweise
zwischen 1 und 20 bar liegen. Die Komplexauflösung zwecks Gewinnung des gewünschten Liganden kann in
verschiedener Weise, z.B. durch Dissoziation oder Verdrängung erfolgen, wobei die Komplexauflösung
durch Dissoziation bei höheren Temperaturen als die Komplexbildung (bei konstantem Druck) nämlich bei 10
bis 2600C, vorzugsweise bei 93 bis 204°C oder unter
niedrigeren Drucken als die Komplexbildung (bei konstanter Temperatur), nämlich bei 0,1 bis 30 bar,
vorzugsweise bei 0,5 bis 20 bar durchgeführt wird. Am besten geeignet sind jedoch flüssige Sorbentsysteme.
insbesondere aber flüssige Sorbentsysteme mit gasförmigen Liganden. Auf diese besten Systeme sind die
gleichen allgemeinen Bedingungen anwendbar, wie sie vorstehend bereits erläutert wurden; doch werden
flüssige Systeme lediglich durch die Bedingungen begrenzt, unter denen der Ligand in flüssigem Zustand
verbleibt.
Darüber hinaus kann der komplex gebundene Ligand als Lagerungsform für jenen Liganden verwendet
werden. So erfolgt z. B. im Falle von Kohlenmonoxid oder anderen niedrigsiedenden Liganden die Lagerung
üblicherweise in Druckkesseln in Gasform oder in Tiefsttemperatur-Behältern in flüssiger Form. In beiden
Fällen sind recht kostspielige Lagervorrichtungen erforderlich, die relativ gefährlich sind, z. B. durch die
hohen Drucke, oder die große Verluste bringen können, wenn sich bei einem flüssigen System ein Leck
entwickelt. Solange das Bimetallsalz vollständig komplexgebunden ist, besteht überdies keine Verunreinigungsgefahr
während der Lagerung, und es kann ein außerordentlich reines Produkt relativ leicht gelagert
und transportiert werden.
Der komplex gebundene Ligand kann auf verschiedene, von dem jeweils verwendeten Sorbentsystem
abhängige Weise gewonnen werden. So fallen z. B. bei einem Lösungssystem unter Verwendung von beispielsweise
CuAICU ■ (Benzol oder Toluol^ einige Monoolefinkomplexe,
wie der Äthylenkomplex, aus, die dann durch Filtrieren, Dekantieren oder Zentrifugieren
gewonnen werden können. Derartige Komplexe kann man auch aus Aufschlämmungen abfiltrieren. Nach
Abtrennung des Komplexes kann dieser durch Wärmeanwendung in Gegenwart eines inerten Abstreifgases,
wie Stickstoff, Helium, Argon, Kohlendioxid, zerstört und der Ligand dann z. B. durch Kondersation oder
Destillation leicht von dem Abstreifgas abgetrennt werden, wonach das Salz und das Verdünnungsmittel
der Aufschlämmung in das Verfahren zurückgeführt
r, werden. Es ist naheliegend, daß als Abstreifgas auch ein siedender Aromat verwendet werden könnte.
Nach einem anderen Gewinnungsverfahren, das sich für den kontinuierlichen Betrieb anbietet, werden im
Falle von Lösungs-Sorbentsystemen, d. h. bei Verwen-
2» dung aromatischer Lösungsmittel für das Bimetallsalz, umkehrbare Verdrängungsumsetzungen durchgeführt.
Letztere können am Beispiel der Propylengewinnung unter Verwendung eines Toluol-Komplexes wie folgt
dargestellt werden:
Komplexbildung:
(C6H5CHj)2 ■ CuAlCl4 + 2 (C3H6) >
(C3H6J2 · CuAlCl4 + 2 C6H5CH3
Verdrängung:
(C3Hs)2 · CuAlCl4 + 2 (C6H5CH3) >
(C6H5CH3J2 ■ CuAICl4 + 2 (C3H6)
In Gleichung (4) wird ein flüssiger Toluolkomplex für die Gewinnung von flüssigem oder gasförmigem
Propylen aus einem Beschickungsstrom, der z. B. Propan und Propylen enthält, eingesetzt Der daraus
erhaltene Propylenkomplex ist in dem flüssigen, durch die Freisetzung von flüssigem Toluol entstandenen
Medium löslich, wobei gasförmiges Propan in Blasen unbeeinflußt hindurchtritt, denn Propan geht keine
Komplexverbindung ein. Das Propylen kann durch Wärmeanwendung zwecks Gleichgewichtsverschie
bung und durch Abstreifen mit Hilfe von inertem Gas oder siedendem Toluol (Gleichung 5) unter die
Umkehrumsetzung fördernden Bedingungen, d. h. unter höherer Temperatur und/oder niedrigerem Druck,
gewonnen werden. Damit können die Gleichungen (4) und (5) in einer einzigen umkehrbaren Gleichung
zusammengefaßt werden. Die Figur I zeigt eine logarithmische A aftragung der Gleichgewichtskonstanten
gegen die Temperatur bei konstantem Druck (Normaldruck) für die umkehrbare Komplexbildung
mehrerer Liganden mit einem (Toluol^ ■ CuAICU-Komplex. Gemäß dieser Darstellung tritt bei niedrigeren Temperaturen eine Produktzunahme ein, d.h.
Äthylen-, Propylen- oder CO-KompIexe neigen dazu, sich auf Kosten des Toluolkomplexes zu bilden. Für
höhere Temperaturen gilt das Gegenteil.
Wie bereits ausgeführt, wird durch die Verwendung
eines Oberschusses an Kupfer(I)chlorid oder -bromid die Umsetzung des gesamten AlQ3 oder AlBr3
gewährleistet und damit die katalytische Aktivität von AIa3 oder AlBr3, -z.B. für eine Alkylierung oder
Polymerisation, praktisch neutralisiert Dennoch kann
das BimetaHsalz infolge seiner sauren Beschaffenheit,
die ihm durch AlCb oder AlBr3 verliehen wurde, eine geringe katalytische Restaktivität aufweisen. Letztere
tritt im allgemeinen nur dann in Erscheinung, wenn in dem Sorptionsverfahren hochreaktionsfähige Liganden,
wie z. B. Butadien, eingesetzt werden. Diese katalytische Aktivität wird noch gefördert wenn derartige reaktionsfähige
Liganden unter Anwendung hoher Temperaturen, die zu einer katalytischen Polymerisation oder
Alkylierung des gewünschten Liganden führen können, aus dem Komplex gelöst werden. In solchen Fällen ist es
angezeigt die Gewinnung mit Hilfe von Verfahren wie der Verdrängung oder der Komplexauflösung unter
Druckänderung und nicht unter erhöhten Temperaturen durchzuführen. Trotzdem kann nach Herstellung des
Bimetallsalzes diese restliche katalytische Aktivität (oder Acidität) durch die Verwendung gewisser
Zusatzstoffe, d.h. Neutralisationsmittel, wirksam neutralisiert
werden. Diese Neutralisationsmittel bestehen im allgemeinen aus basischen Stoffen, wie Ammoniak
oder organischen Stickstoffbasen, die vorzugsweise den gleichen Siedebereich haben wie das zur Umsetzung
eingesetzte Lösungsmittel (falls ein solches verwendet wird), so daß die Anwesenheit des Neutralisationsmittels unter allen Reaktionsbedingungen gewährleistet ist
Beispiele solcher organischer Stickstoffbasen sind Anilin, Pyridin, Chinolin, Trimethylamin, Triäthylamine
oder Tri-n-butylamin, sowie Ci- bis Cio-Stickstoffbasen
im allgemeinen. Darüber hinaus können Metalltrihalogenide der Gruppe Vb als wirksame Neutralisationsmit-
tel eingesetzt werden, z.B. Antimontrichlorid, Phosphortrichlorid, Arsentrichlorid oder Tribromid-Derivate. Unter normalen Umständen ist lediglich darauf zu
achten, daß kleine Mengen Neutralisationsmittel züge-
gen sind, ζ. B. gerade genug für die Umsetzung mit freier
Acidität des Systems. Tatsächlich wird durch zu viel vorhandenes Neutralisationsmittel ein Ausfall von
Kupfersalz aus der Lösung bewirkt, der zur Bildung einer anderen katalytischer! Species führt. Das Neutralisationsmittel
ist in einer Menge von mindestens 0,01 Gew.-% auf Sorbentbasis, besonders aber in einer
Menge von 0,1 Gew.-% zugegen. Bevorzugt werden Ammoniak und Pyridin, die vorzugsweise für aromatische
Sorbentlösungen in Mengen von 0,01 bis 1 Gew.-% auf Sorbentbasis eingesetzt werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform zur Anwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen werden in
einem geeigneten Beschickungsstrom enthaltene komplexgeeignete Liganden mit einem vorzugsweise flüssigen
Sorbenten aus Kupfer(I)aluminiumha!ogenid in Kontakt gebracht, wobei Komplexbindung aller oder
praktisch aller komplexgeeigneten Liganden durch den Sorbenten erfolgt. Dann wird einer oder werden
mehrere der komplex gebundenen Liganden durch Ligandenaustausch gewonnen, wobei ein ebenfalls
komplexgeeigneter Abstreifligand, der mit dem Sorbenten vorzugsweise einen beständigeren Komplex bildet
als der zu gewinnende Ligand, mit dem Komplex des komplexgebundenen Liganden in Berührung gebracht
und durch Austausch gegen den zu gewinnenden Liganden im Komplex an dessen Stelle gesetzt wird.
Das Austauschverfahren wird dann mit zunehmend beständigeren komplexbildenden Abstreifliganden fortgeführt,
bis alle komplexgeeigneten und komplex gebundenen Liganden gewonnen sind und der Komplex
des Sorbenten mit dem beständigsten komplexbildenden Liganden als einzigem übrig bleibt. Dieser läßt sich
dann durch Temperaturerhöhung und/oder Druckverringerung ohne weiteres auflösen. Nach einer bevorzug-
JO ten Ausführungsform erfolgt die Komplexauflösung in
Gegenwart eines Fremdhalogenids im Überschuß in der Zone der endgültigen Komplexauflösung, wodurch
schädliche Nebenreaktionen unterbunden werden.
Bei den Liganden, die eine Komplexverbindung mit dem Sorbenten eingehen und die als Abstreifliganden
verwendbar sind, ist der Grad der Komplexbildungsstabilität dieser Liganden von Bedeutung für jedes
Verfahren, in dem Ligandenaustauschreaktionen stattfinden. Ganz allgemein können diese Liganden in der
Reihenfolge ihrer zunehmenden Komplexbildungsstabilität wie folgt aufgeführt werden. Benzol, Toluol,
Kohlenmonoxid, Acetylen, Methylacetylen, Äthylen, Propylen. Die Olefine sind also die beständigsten
komplexbildenden Liganden. Liganden-Austauschsysteme
können dadurch noch vielseitiger gestaltet werden, daß man durch Gleichgewichtsänderung den Austausch
eines beständigeren Liganden gegen einen weniger beständigen Liganden herbeiführt, wobei vorliegend ein
Ligand, der einen anderen Liganden verdrängt, als beständigerer Komplexbildner bezeichnet wird, unbeschadet
seiner relativen Komplexbeständigkeit, d h. er kann einen niedrigeren Stabilitätsgrad besitzen, aber er
kann unter den angewandten besonderen Gleichgewichtsbedingungen einen anderen (beständigeren) Liganden
verdrängen. Da Aromatenkomplexe gewöhnlich die am wenigsten beständigen der Sorbent-Komplexe
darstellen, könner die Ligandenaustauschumsetzungen recht frei ablaufen. So kann z. B. eine einfache
leichte Fraktion aus einem Wasserdarnpf-Krackverfahren, die als komplexgeeignete Liganden z. B. Äthylen,
Propylen und Buten-2 enthalten kann, als Ausgangsmaterial für einen Ligandenaustausch herangezogen
werden. Folgende Umsetzungen mit einem Toluol-Sorbent-Komplex
erfolgen:
2 C2H4 + 2 C1H6 + 2 C4H8 + 3 [CuAlX4 ■ (C7Hg)2]
«=* CuAlX4 · (C2H4)J + CuAlX4 · (C3H6)? + CuAlX4 · (C4Hg)2 + 6 C7H8
Äthylengewinnung durch Austausch mit Propylen als Abstreifligand:
CuAlX4 · (C2H4J2 + CuAlX4 ■ (C3H6J2 + CuAlX4 · (C4Hg)2 + 6 C7H8 + 2 C3H6
<=* 2 [CuAlX4 · (C3Hs)2] + CuAlX4 · (C4Hg)2 + 6 C7H8 + 2 C2H4 ]
Propylengewinnung durch Austausch mit Buten-2 als Abstreifligand:
2 [CuAlX4 · (C3H6J2] + CuAlX4 ■ (C4Hg)2 + 6 C7H8 + 4 C4H8
«=* 3 [CuAlX4 · (C4Hs)2] + 6 C7H8 + 4 C3H6 f
Auflösung des Buten-2-Komplexes:
3 [CuAlX4 · (C4Hg)2] + 6 C7H8 <=* 3 CuAlX4 + 6 C7H8 + 6 C4H8 ]
Erneute Bildung des Toluol-Komplexes:
3 CuAlX4 + 6 C7H8
> 3 [CuAlX4 · (C7Hg)2]
(10)
wobei die Umsetzung nach Gleichung (10) bei der Abdestillation des Buten-2 erfolgt
Die Abstreifung kann in jeder für die Berührung von Gas und Flüssigkeit oder von Flüssigkeit und Flüssigkeit
geeigneten Vorrichtung, z. B. in einer Füllkörpersäule,
erfolgen, wobei vorzugsweise unter solchen Bedingungen gearbeitet wird, daß der Abstreifligand im
Gegenstromkontakt mit dem Komplex ist Beschickungsströme mit komplexgeeigneten Liganden,
die für eine Anwendung der erfindungsgemäßen Bimetallsalz-Komplexverbindungen zum Abtrennen
und Reinigen von Kohlenmonoxid oder ungesättigten
Verbindungen aus deren Gemischen geeignet sind, können aus leichten Fraktionen eines Wasserdampf-Krackverfahrens,
aus Dehydrierungsverfahren, z. B. Butan zu Butenen und Butadien, aus leichten Fraktionen
der katalytischen Krackung oder aus Paraffin-Krackverfahren erhalten werden. Selbstverständlich können
mit jedem Beschickungsstrom, in dem mindestens zwei komplexgeeignete Liganden enthalten sind, die vorliegend
beschriebenen Vorteile ausgenutzt werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Äthylen und Propylen getrennt aus einem
Beschickungsstrom gewonnen, der z. B. dem Abschnitt leichter Kopf-Fraktionen einer herkömmlichen Wasserdampf-Krackanlage
entstammt. Ein solcher Beschikkungsstrom, aus dem Acetylen und Kohlenmonoxid zuvor, z. B. durch Komplexbindung mittels Kupfer(I)ammoniumacetat
und herkömmliche Kohlenmonoxid-Absorption entfernt wurden, enthält außer den erwünschten
Äthylen- und Propylen-Liganden Methan, Äthan, Propan und Wasserstoff.
Gemäß Fig.2 gelangt ein Beschickungsstrom aus Wasserstoff, Methan, Äthan, Propan, Äthylen und
Propylen über die Leitung 10 in die Abstreifanlage 11, in der dieser mit einem aus Leitung 12 kommenden
flüssigen Sorbenten aus Kupfer(I)aluminiumchlorid und einem Aromaten, wie Toluol, d. h., also mit
CuAlCU · (Toluol)2 in Berührung gebracht wird. In der
Absorptions-Abstreifanlage 11 erfolgt nun ein Ligandenaustausch, denn sowohl Äthylen als auch Propylen,
die bessere komplexgeeignete Liganden darstellen, bilden mit dem Kupfer(I)aluminiumchlorid beständigere
Komplexverbindungen als das Toluol. Somit besteht der in Leitung 15 enthaltende Austrag aus der Absorptions-Abstreifanlage
aus zwei Komplexverbindungen, nämlich
CuAlCU ■ (C2Hi)2 und CuAlCl4 ■ (C3He)2,
und aus freiem Toluol. Durch ein über die Leitung 13 eingeführtes Abstreifgas wird die nicht komplexgebundene
Beschickung, nämlich Wasserstoff, Methan, Äthan und Propan, mitgerissen und über die Leitung 14 aus der
Absorptions-Abstreifanlage entfernt. Als Abstreifgas kann jegliches inertes Gas wie Stickstoff oder Helium
verwendet werden, vorzugsweise wird aber hierfür ein Teil des reinen, im Verfahren gewonnenen Äthylens und
Propylens eingesetzt. Am zweckmäßigsten wird das Äthylen und Propylen enthaltende Abstreifgas in einer
Konzentration in den Absorptions-Abstreifer eingeführt, die im Gleichgewicht mit den den Absorptions-Abstreifer
verlassenden Äthylen- und Propylen-Komplexverbindungen steht, wodurch ein Ligandenaustausch
zwischen den Äthylen- und Propylenkomplexen sowie die daraus folgende Verdrängung von Äthylen
durch Propylen oder von Propylen durch Äthylen verhindert werden. Dies trägt zur Gewährleistung
dessen bei, daß das Äthylen/Propylen-Verhältnis der am Boden der Säule 11 austretenden Komplexverbindung
gleich dem der Beschickung ist, wodurch gleichzeitig die Gewinnung beider Liganden in größtmöglichen Mengen
erreicht wird. Nun werden der Äthylenkomplex, der Propylenkomplex und das freie Toluol aus der Leitung
15 in den Austausch-Abstreifer 16 eingeführt, wo sie mit Propylen aus der Leitung 20 in Kontakt gebracht
werden. Es erfolgt ein Ligandenaustausch, und zwar diesmal zwischen dem aus der Leitung 20 austretenden
Propylen und dem Athylenkomplex (Propylen bildet einen beständigeren Komplex mit CuAICU als Äthylen
und verdrängt daher letzteres). Reines, aus dem Komplex verdrängtes Äthylen gelangt als Kopfprodukt
in die Leitung 18, wovon ein Teil über die Leitung 19 zur Produktgewinnung geführt und ein Teil über die Leitung
13 als Abstreifgas eingesetzt wird Um sehr reines Äthylen herzustellen, wird ein Sorbentstrom aus der
Leitung 17 in den Austausch-Abstreifer 16 eingeführt und das im Liganden-Austauschverfahren verdrängte
Äthylen erneut komplex gebunden, wonach dieses nach
ίο unten fällt und durch das einströmende Propylen
verdrängt wird. Der Sorbent in der Leitung 17 wirkt ähnlich wie ein Rückfluß, und mit zunehmender
Sorbentzugabe, d.h. mit verstärkter Komplex-Neubildung erhöht sich der Reinheitsgrad des als Kopfprodukt
gewonnenen Äthylens. Der zurückbleibende Propylenkomplex und das freie Toluol gelangen in die Leitung 21
und dann in die Abstreif- und Komplexauflösungsanlage 22, in der die Heizvorrichtung 23 zur Auflösung des
Propylenkomplexes und damit zur Abstreifung des
2» Propylens aus dem Komplex verwendet werden kann, wonach das Propylen in die Leitung 20 gelangt und zum
Teil für die Äthylen-Abstreifung im Austausch-Abstreifer 16 verwendet und zum Teil der Leitung 24 zugeführt
wird, aus der wiederum ein Teil als Propylenprodukt über die Lei.ung 25 abgezogen und der andere Teil in
Leitung 13 mit Äthylen gemischt und so als Abstreifgas im Absorptions-Abstreifer 11 verwendet wird. Das
verbliebene Kupfer(I)aluminiumchlorid und freie Toluol gelangen über die Leitung 26 in den Abscheider 27 zur
Trennung von Flüssigkeit und Feststoffmaterial, der z. B. als Filter oder Hydroclon ausgebildet ist, aus dem
Feinstoffe, wie Olefin/Salz-Rückstände über die Leitung
28 ausgetragen werden können. Salz und Toluol werden dann in Leitung 12 erneut komplex gebunden und als
flüssiger Sorbent über diese Leitung in das Verfahrer zurückgeführt.
Die vorstehenden Erläuterungen der Zeichnung veranschaulichen eine Verwendung der erfindungsgemäßen
Bimetallsalz-Komplexverbindungen zur Trennung von zwei komplexgeeigneten Liganden mit Hilf«
eines Austausch-Abstreifers. Dies entspricht der allgemeinen Regel, nach der n+\ Komponenten untei
Einsatz von η Austausch-Abstreifern getrennt werder können. Der Beschickungsstrom in der Leitung 10 kanr
aber auch noch Acetylen und Kohlenmonoxid enthalten die beide ebenfalls komplexgeeignete Liganden darstel
len, so daß vier komplexgeeignete Liganden zugeger und drei Austausch-Abstreifer erforderlich sind. Da dei
am wenigsten beständige Ligand zuerst abgestreift unc entfernt wird und die Reihenfolge Propylen
>Äthy len > Acetylen > Kohlenmonoxid den Stabilitätsgrac dieser Liganden mit Kupfer(l)aluminiumchlorid angibt
kann die Abtrennung dieser Komponenten mit hohei Reinheit entsprechend auf die vorstehend beschriebene
Art durchgeführt werden. Der Beschickungsstrom wire dazu mit flüssigem Sorbenten in ausreichender Mengi
für die Komplexbindung aller darin enthaltener komplexgeeigneter Liganden in Berührung gebracht
Das Abstreifgas kann entweder aus einem Gemisch dei komplexgeeigneten Liganden oder aus Propylen alleii
bestehen. Im ersten Austausch-Abstreifer wird Acetylei als Abstreifgas verwendet, und es findet ein Austauscl
mit Kohlenmonoxid statt, das als Kopfprodukt in seh großer Reinheit gewonnen wird. Im zweiten Austausch
b5 Abstreifer wird Äthylen als Abstreifgas eingesetzt unc
es erfolgt ein Austausch gegen Acetylen, das al: Kopfprodukt mit hohem Reinheitsgrad abgezogen wird
Das Rückstandsprodukt aus dem zweiten Austausch
Abstreifer ist somit identisch mit dem den Absorptions-Abstreifer
11 verlassenden Produkt nach Fig.2, und
man befolgt dann die bereits dargelegte Arbeitsweise. In allen Austausch-Abstreifeni kann Sorbent für die
erneute IComplexbildung verwendet werden, um den
Reinheitsgrad des erhaltenen Kopfproduktes aus jedem der Austausch-Abstreifer zu erhöhen.
Schädliche Nebenreaktionen, die in der Abstreif- und Komplexauflösungsanlage insbesondere dann auftreten
können, wenn Olefine mit 3 und mehr C-Atomen durch Komplexauflösung entfernt werden sollen, z. B. die
Polymerisation des zu entfernenden leichten Olefins oder die Alkylierung des Aromaten durch das leichte
Olefin, die durch die katalytische Aktivität des im Bimetallsalz-Sorbenten vorhandenen Aluminiumhalogenids
zustande kommen, können dadurch ausgeschaltet werden, daß ein anderes Halogenid im Überschuß in
der komplexauflösenden Anlage zugegen ist Das Halogenid kann in Form eines Halogenwasserstoffs,
z. B. als HCl, oder in Form irgendeines anorganischen
Halogenids wie SnCl2, vorzugsweise eines Halogenids von Alkali- oder Erdalkalimetallen, wie NaCl, KCl,
CaCl2 oder BaCl2, am besten als CuCl vorhanden sein.
Man nimmt an, daß durch das überschüssige Halogenid das Gleichgewicht zum AICl4-Anion hin verschoben und
dadurch die gegebenenfalls vorhandene restliche katalytische Aktivität des AICI3 gehemmt wird. Unter
dieser Vorkehrung kann die komplexauflösende Umsetzung unter Normaldruck und bei für die Komplexauflösung
normalerweise angewendeten Temperaturen dprchgeführt werden. Im allgemeinen ist lediglich zu
beachten, daß das Halogenid in ausreichender Menge zugegen ist, um die katalytische Aktivität des Aluminiumhalogenids
zu neutralisieren. Jedoch sollten mindestens 0,01 Mol-%, vorzugsweise mindestens 0,1 Mol-%,
besser noch 1 bis 10 Mol-% des anderen Halogenids, bezogen auf das Bimetallsalz, vorhanden sein.
Die Form, in der das andere Halogenid zur Verwendung gelangt, ist nicht entscheidend; dieses kann
als Feststoffschicht vorliegen, durch die flüssiger Komplex und Aromat sickern können, oder es kann als
festes, körniges Material eingesetzt werden, das in der flüssigen Phase aufgeschlämmt wird. Im Falle der
letztgenannten Form kann eine keinen Komplex mehr enthaltende Aufschlämmung aus der Komplexauflösungsstufe
ausgetragen werden. Unter Verwendung einer Vorrichtung zur Trennung von Feststoffmaterial
und Flüssigkeit, z. B. eines Hydroclons, läßt sich die Flüssigkeit leicht abscheiden. Anschließend kann die
geklärte Flüssigkeit aus Sorbentsalz und Aromat in das Verfahren zurückgeführt werden, während das feste
Halogenid wieder der Komplexauflösungsstufe zugeleitet wird.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Unter einer inerten Stickstoffatmosphäre wurden in trockener Pulverform 1,1 Mo! sorgfältig gereinigtes
CuCl (109 g) mit 1 Mol gereinigtem AlCI3 (133 g) gemischt, und dieses Pulver wurde unter inerter
Atmosphäre und unter Rühren langsam zu 2 Mol trockenem Benzol (156 g) gegeben. Das Gemisch wurde
eine Stunde gerührt. Die klare dunkle Flüssigkeit wurde von dem geringen Rest nicht gelöster Feststoffe
abdekantiert und dann mit wasserfreiem Äthylengas behandelt Es entstand ein Äthylenkomplex als fester
Stoff, der abfiltriert, in mit Äüiylen gesättigtem Pentan
gewaschen und in einem Äthylenstrom getrocknet wurde. Nach der Trocknung wurde er im Vakuum
erhitzt Das Äthylen löste sich dadurch aus dem Komplex und es entstand freies CuAlCU. Elementaranalyse
des Äthylenkomplexes vor Zerfall:
Berechnet: Cu-22,0; Al-9,4; Cl-49,1;
C -16,7; H-2,8.
gefunden: Cu-21,0; Al-9,7; Cl-53,2;
C -17,1; H-3,1.
Diese Analyse entspricht CuAlCU - 2 (C2H4) und
weist auf eine Komplexverbindung im Verhältnis 2 :1 hin. Daraus erhellt, daß der ursprüngliche Benzolkomplex
das Verhältnis 2 :1 aufwies.
232 g des nach der Arbeitsweise von Beispiel 1 hergestellten CuAlCl4 wurden in 184 gToluol gelöst Mit
Hilfe dieses Lösungs-Sorbentsystems aus CuAlCU in Toluol wurde Methylacetylen als Ligand gewonnen.
Dazu wurde ein Gasgemisch aus Methylacetylen und Propan in die Lösung geleitet, so daß sie in Blasen durch
die Flüssigkeit perlte. Den komplex gebundenen Liganden erhielt man durch Erwärmung der Komplexverbindung
auf den Siedepunkt Die Ergebnisse dieses Versuchs sind aus Tabelle I ersichtlich.
Beschickung
Methylacetylen/
Propan
Komplex gebundener Ligand
Temperatur, "C
Druck, bar
Temperatur, "C
Druck, bar
Ligand-Gehalt in Mol-%
Beschickung
Anfangs-Austraggas
Aus dem Komplex gelöstes
Produkt
Beschickung
Anfangs-Austraggas
Aus dem Komplex gelöstes
Produkt
Methylacetylen
23
1
23
1
49
0,13
99,9+
0,13
99,9+
Aus den in dieser Tabelle zusammengefaßten Ergebnissen ist ersichtlich, daß die Toluol ■ CuAlCU-Komplexverbindung
den komplexgeeigneten Liganden bei Raumtemperatur und Normaldruck praktisch vollständig aus der Beschickung abzuziehen und nach
der Komplexauflösung in außergewöhnlich hoher Reinheit abzugeben vermag.
Tabelle !I zeigt die Gewinnung von Äthylen aus einer
t)5 Älhylen/Äthan-Beschickung bei Raumtemperatur und
Normaldruck unter Verwendung von Sorbenten in Form von aktivierter Aufschlämmung und flüssigem
Aromatenkomplex.
Komplexbildendes Mittel
aktivierte Aufschlämmung
von 29Gew.-% CuAlCl4
in einem Gemisch aus
n-Heptan und Toluol,
Mischungsverhältnis 3:1
von 29Gew.-% CuAlCl4
in einem Gemisch aus
n-Heptan und Toluol,
Mischungsverhältnis 3:1
55Gew-% CuAlCI4
in Toluollösung
in Toluollösung
Athylengehalt in Mol-% | 50 |
Beschickung | 0,7 |
Anfangs-Austraggas | 99,9+ |
Produkt aus Komplexauflösung | Komplexverhältnis Mol Äthylen/Cu 2 |
Beispiel 4 |
1,5
99,9+
99,9+
Tabelle III zeigt die Gewinnung verschiedener Liganden aus drei verschiedenen Beschickungen mit
Hilfe von CuAlCL, ■ (Toluol)2.
Tabelle III | Beschickung | Kohlenmonoxid, Methan + Wasser- StOfT(CH4: H2 = 1:1) |
Äthan, Äthylen + Propylen |
Äthan, Äthylen + Acetylen |
CO | Äthylen + Propylen | |
Äthylen + Acetylen | 25 | 27 | |
Komplex gebundene Liganden | 24 | 1 | 1 |
Temperatur, r'C | 1 | ||
Druck in bar | 32,1 | 14,5 Äthylen 19,0 Propylen |
|
Ligandengehalt in Mol-% | 32,5 Äthylen 35,6 Acetylen |
5,0 | 3,2 Äthylen/ 1,4 Propylen |
Beschickung | 3,4 Äthylen/5,5 Acetylen | 100,0 | 34,1 Äthylen/ 65,9 Propylen |
Anfangs-Austraggas | 65,2 Äthylen/34,8 Acetylen | (100) | (100) |
aus dem Komplex gelöstes Produkt |
(100) | ||
Dieses Beispiel zeigt die Verwendung von Stickstoffbasen in geringer Menge zwecks Verhinderung von
Nebenreaktionen (Alkylierung des aromatischen Verdünnungsmittels und Polymerisation des Olefins).
Man stellte aus 109 g(l,l MoI) CuCl und 133 g (1 Mol)
AICI3 in 2 Mol Toluol eine klare, dunkle Lösung her. Die
Bimetallsalz-Komplexverbindung hatte nach dem Analysenergebnis die Formt;!
CuAlCU · (C7Hg)2
Analyse:
Berechnet: C 40,3; Al 6,5; H 3,9; Cl 34,1;
Cu 15,2;
gefunden: C 39,4; AI 6,4; H 4,1; Cl 34,4;
gefunden: C 39,4; AI 6,4; H 4,1; Cl 34,4;
Cu 14,4.
Teile dieser Lösung wurden mit einer Beschickung behandelt, die 50% Propan und 50% Propylen enthielt.
Einen Teil behandelte man unverändert, einen zweiten versetzte man zuvor mit 0,1 % wasserfreiem Ammoniak.
Mit dem ammoniakbehandelten Sorbenten erfolgte Komplexbindung des Propylene ohne Nebenreaktionen,
während bei dem nicht behandelten Sorbenten mehr als 10% des Propylens in Nebenreaktionen verbraucht
wurden. Durch gaschromatographische Analyse der Flüssigkeit wurden alkylierte Aromaten und Propylenoligomere
nachgewiesen.
Nach der Arbeitsweise von Beispiel 5 wurde aus CuBr, AIBr3 und Benzol ein CuAIBr4 · (Benzole-Komplex
hergestellt. Mit dieser klaren grünen Flüssigkeit trennte man Kohlenmonoxid von einem Gemisch, das
21% CO, 74% H2 und 5% CH4 enthielt. Unter
10
15
20
Reaktionsbedingungen von 57 bar und 25° C wurde das Kohlenmonoxid selektiv komplex gebunden. Nach
beendeter Beschickungszuführung verringerte man den Druck im Reaktionsgefäß auf 1 bar und die Komplexverbindung
zerfiel bei 600C in Kohlinmonoxid mit
einem Reinheitsgrad von 99,5%.
Verwendung einer CuAlCU-Aufschlämmung
zur Kompjexbindung von Äthylen aus einem
Äthylen/Äthan-Gemisch
Zur Herstellung einer Aufschlämmung von CuAlCU in Heptan verfuhr man wie folgt:
Man stellte durch Lösung vcn 109 g (1,1 Mol) reinem CuCl und 133 g (1 Mol) reinem AlCI3 in 2 Mol Benzol
den CuAlCU · (Benzol)2-Komplex her und stellte dann durch Behandlung dieser klaren Lösung mit reinem
Äthylen je Mol CuAlCU 2 Mol komplex gebundenes Äthylen her.
Der Feststoff-Komplex wurde vom Benzol getrennt, mit äthylengesättigtem Pentan gewaschen und in einem
Strom reinen Äthylens getrocknet Durch Erhitzen unter einem Vakuum entfernte man das Äthylen aus
dem Komplex und erhielt reines CuAlCU. Der Feststoff wurde in reinem, trockenem n-Heptan zu einer
5Ogew.-°/oigen Aufschlämmung suspendiert und mit 0,1 Mol Benzol als Aktivator versetzt.
Durch die Aufschlämmung leitete man unter Rühren in einem gut bewegten Reaktionsgefäß einen Beschik·
kungsstrom, der 50% Äthylen und 50% Äthan enthielt. Das Äthylen wurde absorbiert, bis ein im Verhältnis von
2 Mol Äthylen zu 1 Mol Bimetallsalz zusammengesetzter Komplex entstanden war. (Die Komplexbildung
erfolgte bei Umgebungstemperatur und Normaldruck). Dann wurde die Aufschlämmung auf den Siedepunkt
des Heptan-Verdünnungsmittels erhitzt, und das komplex
gebundene Äthylen wurde mit einem Reinheitsgrad von über 99% freigesetzt Das Heptan-Verdünnungsmittel
wurde mit Hilfe eines geeigneten Kühlers vom Gas abgestreift Die Aufschlämmung konnte nach der
Komplexauflösung für einen neuen Durchgang der Anlage zur Komplexbildung wieder zugeführt werden.
Beispiel 8
Magnetische Kern-Resonanzuntersuchungen
Magnetische Kern-Resonanzuntersuchungen
Es wurde eine Untersuchung über den Austausch eines Toluolkomplexes von CuAlCU gegen einen
Propylenkomplex durchgeführt: _,o
2-PropyIen + CuAlCl4 · (Toluol)2
-► CuAlCU ■ (Propylen)2 + 2 Toluol
In einem trockenen Behältnis wurden Proben hergestellt, die dem ursprünglichen (ToluolVCuAlCU-Komplex
und einem Austausch gegen Propylen von 25, 50,75 sowie 100% entsprechen. Diese Proben wurden in
kernmagnetischen Resonanzröhrchen verschlossen und einem kernmagnetischen Protonen-Resonanztest unterzogen,
der folgendes ergab:
einziges scharfes Maximum auf. Wenn der Austausch stattfindet, ändert sich dieses Maximum und
verschiebt sich in Richtung auf das des freien Toluols. Gegen Ende des Austausches ist offensichtlich
kein komplex gebundenes Toluol mehr vorhanden.
Die Daten über den Austausch bestätigen, daß während des Versuchs 2 Mol Ligand ausgetauscht
werden.
Beispiel 9
Komplexbildung mit CuAlBr4
Komplexbildung mit CuAlBr4
Festes CuBr und festes AlBr·· wurden zusammen bei
Raumtemperatur in Toluol aufgeschlämmt und ergeben ohne weiteres den flüssigen (ToIuOl)2 · CuAlBr4-KOmpiex,
der zur Gewinnung und Reinigung von mit nicht komplexgeeigneten Gasen gemischtem Co verwendet
wurde. Die Absorption erfolgte bei Raumtemperatur und Normaldruck, die Regenerierung der Lösung unter
Verwendung von Stickstoff-Abstreifgas bei 100° C
30
35
45
55
60
1. Propylen ist in zunehmender Menge vorhanden, solange der Austausch vor sich geht Die Propylenspektren
entfernen sich von dem des reinen Propylens und zeigen die Abgabe von Elektronen
an.
2. Die ursprünglichen Toluolspektren entfernen sich von denen des freien Toluols und weisen nur ein
Gasbeschickung | |
Kohlenmonoxid/ | |
Wasserstoff 50:50 | |
Komplex gebundener Ligand | CO |
Gasbeschickung | CO-H2, 50:50 |
In Anfangs-Austraggas | 3,0 |
enthaltener Ligand in % | |
Mol Ligand/Mol Cu | 1 |
Reinheit des aus dem Komplex | 99,9+ |
gelösten Produkts, Ligand | |
prozentual |
Aus obigen Daten ist ersichtlich, daß sich dos
Brom-Analog von CuAlCl4 ungefähr wie die Chlorverbindung
verhält und ohne weiteres in aromatischen Lösungsmitteln gebildet werden kann. Es tauscht
außerdem leicht gegen andere Liganden aus.
Beispiel 10
Äthylengewinnung
Äthylengewinnung
60 cm3 (81,2 g) (Toluol)2 ■ CuAlCl4-Komplex wurden
in eine Gaswaschflasche eingetragen und rohes Äthylen (Cs-Beschickung, wie sie normalerweise in eine Äthylengewinnungsanlage
eingeleitet wird) wurde bläschenweise durch die Komplexverbindung hindurchgeleitet.
Das Äthylen wurde gegen das Toluol ausgetauscht und es entstand der (Äthylen)2 · CuAlCU-Komplex sowie
freies Toluol. Sowohl die Zusammensetzung als auch das Volumen des aus der Absorptionsanlage austretenden
Austraggases wurden überwacht. Nach beendeter Äthylenabsorption wurde die Lösung mit chemisch
reinem Äthylen abgestreift und das Äthylen anschließend durch Erhitzen der Lösung unter Dissoziierung des
Äthylenkomplexes gewonnen. Es wurden insgesamt 7,2 1 Äthylen mit einem durchschnittlichen Reinheitsgrad
von 99,97% aufgefangen.
Zusammensetzung in Mol-% Äthylen Älhan
Methan
Beschickung
Austraggas zu Beginn der Absorption
Austraggas zum Schluß der Absorption
Abstreifgas, ehem. reines Äthylen
Austraggas zu Beginn der Abstreifung
Austraggas zum Schluß der Abstreifung
Erste Komplexauflösung
Mittlere Komplexauflösung
Letzte Komplexauflösung
Austraggas zum Schluß der Absorption
Abstreifgas, ehem. reines Äthylen
Austraggas zu Beginn der Abstreifung
Austraggas zum Schluß der Abstreifung
Erste Komplexauflösung
Mittlere Komplexauflösung
Letzte Komplexauflösung
40,7 | 8,0 | 51,3 |
0,05 | 11,6 | 88,4 |
33,8 | 8,2 | 58,0 |
99,9 | 0,09 | 0,008 |
99,7 | 0,11 | 0,04 |
99,99 | 0,00 | 0,008 |
99,86 | - | - |
99,97 | - | - |
99,996 | _ | _ |
Dieses Beispiel beweist, daß nach diesem Verfahren Äthylen von sehr hohem Reinheitsgrad aus dem
technischen C2-Strom gewonnen werden kann. In Spuren vorhandenes Acetylen und CO beeinträchtigen
also die Herstellung von erstklassigem Äthylen nicht.
Beispiel Π
Gewinnung von Äthylen/Propylen
Gewinnung von Äthylen/Propylen
Eine der in F i g. 2 dargestellten, mit 16 bezeichneten
Vorrichtung sehr ähnliche Austausch-Säule diente zur Untersuchung der Äthylen/Propylen-Abtrennung durch
Austausch. Eine zu 50% aus Äthylen und zu 50% aus Propylen bestehende Beschickung wurde in den
Mittelabschnitt und der gelöste Komplex CuAlCU ■ (Toluol)2 wurde in den Kopfabschnitt der
Säule eingebracht. Ein am Boden der Säule vorgesehener Aufwärmer regenerierte das Lösungsmittel und
stellte Abstreifgas am Fuß der Säule bereit. Mit Trockengasometern wurden die am Kopf und Fuß der
Säule abgezogenen Beschickungsgas-Mengen gemessen und somit das Stoffgleichgewicht zwischen Kopf-
und Bodenprodukt kontrolliert. Bei einer Einstellung des Stoffgleichgewichtes auf über 50% Beschickung für
den Kopfabschnitt traten Produktzusammensetzungen von 95% Äthylen am Kopf und weniger als 1 % Äthylen
am Boden auf, wenn der Austausch bei Raumtemperatur und einer Aufwärmer-Temperatur von 100° C erfolgte.
Durch Einstellung des Stoffgleichgewichtes auf 45% der
Beschickung für den Kopfabschnitt änderte sich die Produktzusammensetzung in >99% Äthylen am Kopf
und 10% Äthylen am Boden.
Beispiel 12
Austausch eines komplexgeeigneten Liganden
durch einen beständigeren komplexgeeigneten
Liganden
A. Propylen gegen Äthylen
Durch Behandlung mit reinem Äthylen wurde aus 82,5 g CuAlCU · 2 Toluol der CuAlCU - (Äthylen)2-Komplex
gebildet Es erfolgte Komplexbildung in Höhe von 80% der theoretischen Aufnahme. Der Komplex
wurde bei 24° C mit reinem Propylen in Dampfform behandelt, die einstufig durchgeführte Austauschumsetzung
entsprach den im Bodenabschnitt eines Austauschers zu erwartenden Verhältnissen. Frischer Rückfluß-Sorbent
zur Steigerung der Äthylenreinheit wurde nicht verwendet
Das vom Austausch stammende Anfangs-Abgas bestand zu 86,7% aus Äthylen und zu 13,3% aus
Propylen. Bei Abschluß des Austausches wies das abgezogene Gas eine Zusammensetzung aus 99,94%
Propylen und 0,06% Äthylen auf.
Die Herauslösung des Propylens aus dem Komplex durch Erhitzen desselben führte zu einem Reinheitsgrad
von 99,97% bei einem Aufnahmegrad von 70,5%.
B. Äthylen gegen Kohlenmonoxid
Auf ähnliche Weise wurde die Komplexbindung von 83 g CuAlCU · (Toluol^ unter Aufnahme reinen Kohlenmor.oxids
zu 71,5% und Austausch gegen reines Äthylen bei 24° C durchgeführt, wobei die Zusammenji
setzung des anfänglich ausgetragenen Gases 90,2% CO und 9,8% Äthylen und die des beim Abschluß
ausgetragenen Gases 99,98% Äthylen und 0,02% CO betrug. Nach Komplexauflösung erhielt man Äthylen
mit einem Reinheitsgrad von 99,98%, die Aufnahme betrug 80,5%.
C. Äthylen gegen Acetylen
Auf ähnliche Weise wurden 86,2 g des CuAICU ■ (To-
!uol)2-Komplexes zu 72% mit reinem Acetylen beauf-
schlagt worauf ein Austausch gegen reines Äthylen bei 24° C durchgeführt wurde. Im zu Beginn abgezogenen
Gas waren 82,4% Acetylen und 17,6% Äthylen enthalten, das Gas beim Abschluß des Austauschs
enthielt 99,1% Äthylen und 03% Acetylen. Durch
Komplexauflösung erhielt man Äthylen mit einer Reinheit von 97,Wn. bei einer Aufnahme von 97,5%.
D. Austausch von Äthylen gegen technische Verunreinigungen im Äthyienkomplex
Ähnlich verfuhr man wiederum bei der Behandlung von 81,2 g CuAlCU · (Toluol^ mit einer typischen
wasserdampfgecrackten technischen C^Beschickung, deren Äthylengehalt etwa 40% betrug. Durch anschlie-
ßende Behandlung des Äthylenkomplexes mit reinem Äthylen wurden jegliche möglicherweise eine Komplexbindung
eingehenden Verunreinigungen (z. B. CO) aus dem technischen Beschickungsmaterial durch Austausch
entfernt Das zu Beginn abgezogene Gas bestand zu 993% aus Äthylen und 0,2% aus CO, das Gas bei
Abschluß des Austausches enthielt 993% Äthylen und
0,004% CO. Aus der Komplexauflösung erhielt man Äthylen mit einem Reinheitsgrad von 993 + %-
Beispiel 13
Zusatz von überschüssigen Halogeniden zwecks
Verringerung von Nebenreaktionen
Verringerung von Nebenreaktionen
In einer Reihe von Versuchen wurden während der Komplexauflösungsstufe zur Verringerung von Nebenreaktionen
im Überschuß Halogenide zugesetzt. In jedem Falle wurde der CuAICU ■ (Toluol)2-K.omplex
unter einer Propylen-Atmosphäre auf eine Temperatur von 138°C erhitzt und prozentual die täglich stattfindenden
Nebenreaktionen ermittelt.
Zusatz
Nebenreaktionen/Tag
in %
in %
Keiner
0,3% HCI
3,7% NaCI
5% CuCl
0,3% HCI
3,7% NaCI
5% CuCl
13
0,7
0,1
0
0,7
0,1
0
Beispiel 14
Liganden-Austausch
Liganden-Austausch
Mit verschiedenen komplexgeeigneten Ligandenpaa- -, ren wurde ein Ligandenaustausch durchgeführt, wobei
man den CuAICI4 · (Toluol)2-Komplex bei Raumtemperatur
in einer Gaswaschflasche so lange mit einem Gas behandelte, das einen anderen Liganden (Äthylen, CO
oder Acetylen) enthielt, bis vom Cu kein weiterer ίο gasförmiger Ligand mehr aufgenommen wurde. Mit
einem zweiten Gas, das einen anderen komplexgeeigneten Liganden enthielt, wurde dann die Lösung einer
Abstreifung unterzogen, und das austretende Gas wurde gaschromatographisch analysiert. Als sich die Zusammensetzung
nicht mehr weiter änderte, wurden durch Erhitzen auf HO0C alle am CuAlCU komplex gebundenen
Stoffe freigesetzt. Dieses Gas analysierte man ebenfalls gaschromatographisch. Die Ergebnisse sind im
folgenden tabellarisch zusammengestellt:
Erster komplexbildender Ligand
Abstreifgas
Erstes Abstreifgas bei Austritt
Letztes Abstreifgas bei Austritt
Aus dem Komplex gelöstes Produkt
Äthylen
Propylen
86,7% Äthylen
99,94% Propylen
99,97% Propylen
Propylen
86,7% Äthylen
99,94% Propylen
99,97% Propylen
CO
Äthylen
Äthylen
90,1% CO
100% Äthylen
100% Äthylen
99,9+% Äthylen
Acetylen
Äthylen
82% Acetylen
99,06 Äthylen
Äthylen
82% Acetylen
99,06 Äthylen
98% Äthylen
2% Acetylen
2% Acetylen
Es ist ersichtlich, daß laut Analyse das erste Abstreifgas 32 bis 90% des Liganden enthielt, der zur
Bildung des ursprünglichen Komplexes diente, auch wenn ein anderer reiner Ligand als Abstreifgas
eingesetzt wurde. Die wenigen bei Durchgang des Gases durch die Flüssigkeit verstreichenden Sekunden
genügen also, einen weitgehenden Ligandenaustausch sicherzustellen. Außerdem beweist der in sehr geringer
Menge nach der Komplexauflösung angefallene ursprüngliche Ligand, daß dieser durch die Abstreifwirkung
des zweiten Liganden praktisch vollständig entfernt wurde.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Bimetallsalz-Komplex verbindungen der allgemeinen
Formeln
CuAlX4 · L2IUIdCuAlX4 - CO
worin X ein Chlor- oder Bromatom darstellt und L Benzol, Toluol, Äthylen, Propylen, Acetylen, Methylacetylen
oder Butadien bedeutet
2. Verfahren zur Herstellung der Bimetallsalz-Komplexverbindungen
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man unter praktisch wasserfreien
Bedingungen
a) ein Bimetallsalz der Formel CuAlX4, wobei X
die vorstehende Bedeutung hat, mit einem der vorstehend genannten Komplexligarden bei
Temperaturen von —40 bis 150° C umsetzt,
oder
b) einen Bimetallsalz-Komplex der Formel
CuAlX4(C6He)2 oderCuAlX4(C7H8)2,
worin X die vorstehende Bedeutung hat, mit einem der vorstehend genannten Komplexliganden
bei Temperaturen zwischen etwa —40 und 149° C umsetzt.
3. Verwendung der Bimetallsalz-Komplexverbindungen nach Anspruch 1 zum Abtrennen und
Reinigen von Kohlenmonoxid oder ungesättigten Verbindungen mit stärker komplexbildenden Eigenschaften
aus deren Gemischen in Gegenwart von Aromaten als Lösungsmittel.
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