DE2156324A1 - Verfahren zum Herstellen eines Hydrocrackkatalysators - Google Patents
Verfahren zum Herstellen eines HydrocrackkatalysatorsInfo
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Description
DA - 4555
Beschreibung zu der Patentanmeldung der Firma
NIPPON OIL COMPANY Ltd. 3-12, 1-chome, Nishi-Shimbashi, Minato-ku, Tokyo, Japan
betreffend
Verfahren zum Herstellen eines Hydrocraokkatalysators Priorität; 14. November 1970, Nr. 99809/1970, Japan
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Hydrocrackkatalysatoren mit sehr hoher Aktivität und
auf ein Verfahren zum Hydrocracken von Kohlenwasserstoffen
unter Verwendung des durch diese Methode hergestellten Katalysators, wobei niedriger siedende Kohlenwasserstoffe
erhalten werden.
Alle bisher zum Hydrocracken verwendeten Katalysatoren bestehen aus einem Anteil, der zum Ausüben einer hydrierenden
Punktion befähigt ist und einem Anteil, der zur Durchführung der Crackfunktion befähigt ist. Als zum
?nqfl?1 / m15
Durchführen der hydrierenden Punktion befähigte Komponente
finden Metalle der Gruppe VIII, Metalle der Gruppe VI, Metalle der Gruppe IB oder deren Oxyde oder Sulfide und dergleichen
weitgehende Verwendung, während als die zum Durchführen der Crackfunktion befähigte Komponente saure Oxyde
angegeben werden, wie beispielsweise Siliziumdioxyd-Aluminiumoxyd, Siliziumdioxyd-Magnesiumoxyd, Siliziumdioxyd-Zirkonoxyd,
Siliziumdioxyd-Boroxyd, Siliziumdioxyd-Titandioxyd-Zirkonoxyd,
Siliziumdioxyd-Aluminiumoxyd-Magnesiumoxyd, Aluminiumoxyd-Boroxyd, Borfluorid-Aluminiumoxyd und
dergleichen. Die bisher bekannten Katalysatoren hatten keine notwendigerweise zufriedenstellende Wirkung, weil
einige dieser Katalysatoren empfindlich gegenüber Verunreinigungen
in dem Ausgangsmaterial sind, wie gegenüber organischen Stickstoffverbindungen, und weil andere keine
ausreichend hohe Aktivität besitzen. Andere dieser Katalysatoren erleiden eine zu rasche Aktivitätsverminderung,
um für ein kontinuierliches Verfahren angewendet zu werden, da ihre Anwendung häufig unterbrochen werden müßte, um den
Regeneriervorgang durchzuführen.
In jüngerer Zeit wurde als Katalysator bereits kristallines
Aluminosilicat des Zeolithtyps mit großen Porenöffnungen verwendet, das aufgrund seiner hohen Aktivität und der
resultierenden hohen Ausbeute verbreitete Verwendung zum Hydrocracken gefunden hat. Auch bei dem Hydroerackverfahren
wird die Kombination eines Metalls der Platingruppe oder einer Verbindung eines solchen Metalls init kristalli-
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nem Aluminosilicat des Zeolithtyps als Katalysator betrachtet,
der den bekannten, Siliziumdioxyd-Aluminiumoxyd oder
dergleichen als Crackkomponente enthaltenden Katalysatoren sowohl im Hinblick auf Aktivität als auch auf Selektivität
überlegen ist. Durch die Verwendung von kristallinem Aluminosilicat
des Zeolithtyps für sich als Crackkomponente wurde jedoch keine sehr zufriedenstellende Aktivität erreicht.
Um die bekannten Katalysatoren zum Hydrocracken zu aktivieren, wurde bereits Halogen in zahlreichen verschiedenen
Formen eingeführt. In fast allen Fällen wird das Halogen aus wässriger Lösung von HCl, HF, NHJP oder dergleichen
eingeführt. Dies ist beispielsweise aus der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung 12319/1963 an der Verwendung
von Aluminiumoxyd plus Cl~-Ion, der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung 22261/1963 mit der Verwendung von
Siliziumdioxyd-Magnesiumoxyd plus F~-Ion und der veröffentlichten
japanischen Patentanmeldung 318/1968 mit Verwendung von Siliziumdioxyd-Aluminiumoxyd plus F~-Ion ersichtlich.
In wenigeren Fällen, wie der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung 22369/1965, wird Fluor unter Verwendung von
BF* oder SiF* in Siliziumdioxyd/Titandioxyd-Zirkonoxyd eingeführt,
Katalysatoren, in die Halogen durch die genannten Verfahren eingeführt wurde, zeigen jedoch kaum zufriedenstellende
Aktivitäten. Obwohl es bekannt ist, einen Katalysator, der Aluminiumoxyd, Siliziumdioxyd-Aluminiumoxyd
oder dergleichen als Träger aufweist, mit einem halogenierten
Kohlenwasserstoff zu halogenieren, wurde andererseits keine
erfolgreiche Möglichkeit, wie bei Verwendung von Aluminiumoxyd, mit dem verbreitet zum Hydrocracken verwendeten Siliziumoxyd-Aluminiumoxyd-Träger
aufgefunden. Im Fall von kristallinem Aluminosilicat des Zeolithtyps liegen keine Untersuchungen
über eine Halogenierung mit einem Halogenierungsmittel, wie einem halogenierten Alkylkohlenwasserstoff, vor.
Es ist Ziel der Erfindung, eine Methode zum Herstellen von W Katalysatoren mit höherer Aktivität zugänglich zu machen,
bei der ein Katalysator, der kristallines Aluminosilicat des Zeolithtyps enthält, mit einer Halogenverbindung behandelt
wird.
Dieses Ziel wird durch die Erfindung erreicht, der die Entdeckung
zugrundeliegt, daß halogenierte Kohlenwasserstoffe, einschließlich CHClFp, GGl^En un^ CCl., überraschenderweise
mit kristallinem Aluminosilicat des Zeolithtyps, das ein Metall der Platingruppe, wie Platin oder Palladium, oder
" eine Verbindung eines Metalls der Platingruppe enthält, die zum Ausüben einer hydrierenden Funktion unter spezifischen
Bedingungen befähigt sind, oder das frei von einem solchen Metall oder einer solchen Metallverbindung ist, unter Einführen
von Halogen in dieses kristalline Aluminosilicat reagieren. Erfindungsgemäß wurde außerdem festgestellt, daß
die so erzielten katalytisehen Massen sich durch ihre außer-r ordentlich hohe katalytische Aktivität zum Hydrocracken von
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Kohlenwasserstoffen auszeibhnen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Hydrocrackkatalysators, durch Aufbringen eines Metails
der Platingruppe oder einer Verbindung eines Metalls der Platingruppe, insbesondere in einer Menge von 0.01 bis
20 Gewichtsprozent, berechnet als Metall, auf ein kristallines Aluminosilicat des Zeolithtyps mit Porenöffnungen von
\ ο
5 bis 15 A. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das erhaltene Aluminosilicat mit einem oder mehreren halogenierten Kohlenwasserstoffen, die als Halogenatome
5 bis 15 A. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das erhaltene Aluminosilicat mit einem oder mehreren halogenierten Kohlenwasserstoffen, die als Halogenatome
Fluor- und/oder Chloratome enthalten, in Berührung gebracht wird, bis ein Halogengehalt von 0.05 bis 15 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Grundmaterial, erreicht ist. Das Behandeln der Aluminosilicate mit dem halogenierten Kohlenwasserstoff
erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur von 0° C bis 400° G.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zum Hydrocracken von Kohlenwasserstoffen, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß ein Ausgangskohlenwasserstoff unter Hydrocrackbedingungen mit dem so hergestellten Katalysator in
Gegenwart eines Wasserstoff enthaltenden Gases behandelt wird, um niedriger siedende Kohlenwasserstoffe herzustellen.
Ks i-it erforderlich, daß daa kristalline Aluminosilicat
iu'--:;:j.ffriunf-;öf. mit einer soh·: inbaren Größe (effective t;ize)
von 5 A oder mehr hat, damit der Zutritt und Austritt der als Ausgangsmaterial verwendeten und der gebildeten
Gase nicht behindert wirdφ Bevorzugt werden beispielsweise
zeolithische kristalline Aluminosilicate der gleichen Grundstruktur wie natürlicher Faujasit und Mordenit, mit
größeren Porenöffnungen. Geeignet sind beispielsweise Zeolith
des Typs X, Zeolith des Typs Y und synthetischer Mordenit sowie durch Behandeln von natürlichem Mordenit erhaltene
Produkte, die im Handel erhältlich sind. Sie enthalten, mit Ausnahme der natürlichen Produkte, gewöhnlich
und Na2O in äquimolaren Mengen und können als solche eingesetzt
werden. Wenn höhere Aktivitäten gewünscht werden, wird bevorzugt, das Natrium durch ein oder mehrere zweiwertige
oder höherwertige Metallionen zu ersetzen oder den Zeolith durch eine Methode, wie Austausch mit Ammoniak,
Chlorwasserstoffsäure oder dergleichen, und anschließendes
Calcinieren in die H-JOrm oder entkationisierte Form oder
die H- oder kationisierte Form, die einen geringen Anteil an zweiwertigen oder höherwertigen Metallionen enthält,
überzuführen. Als zweiwertige oder höherwertige Metallionen werden Ionen von Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Mn, Ni, Co, Cu,
Al, seltenen Erdmetallen und dergleichen verwendet. Das Austauschverhältnis beträgt 50 % oder mehr und vorzugsweise
80 % oder mehr.
Erfindungsgemäß wird das Metall der Platingruppe, wie Platin, Palladium, Rhodium oder Iridium, oder eine
Verbindung dieses Metalls durch konventionelle Verfahren
prägnieren oder der Ionenaustausch. Pur die Zwecke der
Erfindung wird ein Metall oder eine Metallverbindung verwendet, die nach dem Auftragen als Metall oder Metallion
in die Form des Metallsalzes, Oxyds oder Sulfids übergeführt werden könrm.Die aufgetragene Menge beträgt vorzugsweise
0.01 bis 20 Gewichtsprozent, berechnet als Metall, bezogen auf das kristalline Aluminosilicat des Zeolithtyps.
Wenn nach der Behandlung des Katalysators, wie dem Trocknen oder dem Calcinieren, ein Verformen erforderlich ist, so
wird ein Bindemittel, wie Bentonit, zugesetzt und die Masse danach verformt, wie durch Strangpressen oder Tablettieren.
Das Auftragen von Metall in einem Anteil von weniger als 0.01 Gewichtsprozent führt zu unbefriedigenden
Ergebnissen, während eine Menge von mehr als 20 Gewichtsprozent nicht wirtschaftlich ist.
Die für die Zwecke der Erfindung verwendeten halogenierten Kohlenwasserstoffe sind Kohlenwasserstoffderivate, in
denen eines oder mehrere der Wasserstoffatome durch Chlor und/oder Fluor ersetzt sind. Beispiele für diese Verbindungen
sind CH2Cl2, CHCl3, CCl4, CH2F2, CHF5, CF4, CH2ClF,
CHClF2, CHGl2F, CClF5, CCl2F2, CCl3F, CClF2-CClF2, CgH5F
und dergleichen. Als erfindungsgemäö verwendete Kohlenwasserstoffe
sind besonders wirksam und wirtschaftlich Verbindungen, die 6 oder weniger Kohlenstoffatome enthalten.
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Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Halogenierungsmethode
wird kristallines Aluminosilicat des Zeolithtyps, das ein Metall oder eine Metallverbindung trägt,
die zum Ausüben einer hydrierenden Punktion befähigt sind, oder von einem solchen Metall oder einer solchen Metallverbindung
frei ist, unter einem Gas, wie Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff oder Luft bei 350 bis 550° C während
2 Stunden oder langer sorgfältig getrocknet. Während das kristalline Aluminosilicat bei einer vorbestimmten Temperatur
gehalten wird, wird es mit dem oder den angegebenen halogenierten Kohlenwasserstoffen im Gemisch mit einem
nicht reduzierenden Gas, wie Stickstoff, Sauerstoff oder Luft, während einer vorbestimmten Dauer in Berührung gehalten.
Danach wird es mit dem nicht reduzierenden Gas allein behandelt, um die nicht umgesetzten Halogenide
auszutreiben. Das erhaltene Produkt wird abgekühlt und unter Feuchtigkeitsausschluß aufbewahrt. Die beschriebene
Reaktion kann entweder in einem durchströmten Reaktionsrohr oder in einem geschlossenen Gefäß durchgeführt werden.
Der Halogengehalt nach der Reaktion kann in Abhängigkeit von der Reaktionstemperatur und der Menge des in Berührung
gebrachten Halogenierungsmittels eingestellt werden. Da jedoch ein zu hoher Halogengehalt nicht notwendigerweise
die katalytische Aktivität fördert, sollte der Halogengehalt innerhalb eines geeigneten Bereiches eingestellt
werden, der zwischen 0.05 und 15 Gewichtsprozent liegt. Kritischere Bedeutung besitzt die Ta t-;-.^ ehe, daß die
katalytische Aktivität nicht allein durch den•Halogengehalt
geregelt werden kann. Je höher die Halogenierungstemperatur ist, umso mehr Halogen wird in einem festgelegten Zeitabschnitt
eingeführt. Die Reaktion bei zu hoher Temperatur führt zu einer Zerstörung des kristallinen Aluminosilicats,
wobei sogar Produkte ohne die inhärente Aktivität gebildet werden. Einige der Metalle oder Metallverbindungen, die zum
Ausüben einer hydrierenden Funktion befähigt sind, werden durch Umsetzung mit dem Halogenierungsmittel verflüchtigt,
indem sie in flüchtige Verbindungen übergeführt werden. Daher liegt die Halogenierungstemperatur vorzugsweise so
niedrig wie möglich, während die Reaktion eintritt. Bs ist erforderlich, daß diese Reaktionstemperatur im Bereich von
0 bis 400 C, vorzugsweise zwischen 100 C und 300 C liegt.
Wenn auch durch eine niedrigere Reaktionstemperatur und
eine längere Kontaktdauer die Katalysatorzusammensetzung mit einem gewünschten Halogengehalt gebildet wird, sollte
doch beachtet werden, daß diese Art der Regelung entsprechend der Art des Halogenierungsmittels variiert werden
sollte. Die einzeln aufgeführten Halogenierungsmittel unterscheiden sich in ihrer Reaktivität gegenüber kristallinem
Aluminosilicat; einige dieser Halogenierungsmittel sind bei relativ niedrigen Temperaturen reaktiv, bei denen die anderen
kaum reaktiv sind. Es wird daher praktisch bevorzugt, ein mit kristallinem Aluminosilicat sehr reaktives Halogenierungsmittel
zu verwenden., Als bevorzugte Halogenie-
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2 0 VJ ü 1 i / 1 0 1 2
rungsmittel sind CH2Cl2, CHCl,, CCl4, CHClP2,
, CgHcP und dergleichen zu erwähnen.
Die Reaktion des Hydrocrackens von Kohlenwasserstoffen
durch Verwendung eines erfindungsgemäß hergestellten Katalysators wird unter folgenden Bedingungen durchgeführt: Die Reaktionstemperatur beträgt 150 bis 600° C, vorzugsweise bis 550° C; der Reaktionsdruek beträgt Atmosphärendruck bis 200 kg/cm , vorzugsweise Atmosphärendruck bis 150 kg/em % die Raumgeschwindigkeit beträgt 0.05 bis 20.0 G-ewichtsteile/ Gewichtsteile/h, vorzugsweise 0.1 bis 10.0 Gewichtsteile/ Gewichtsteile/h; das Volumverhältnis von Wasserstoff zu
Kohlenwasserstoff beträgt vorzugsweise 100 zu 4000 l/l. Zu erfindungsgemäß verwendeten Kohlenwasserstoffen gehören übliche Kohlenwasserstoffe, insbesondere Srdö!kohlenwasserstoffe, wie Naphtha, Kerosin, Leichtöl oder Destillatöl
aus der ersten Rohöldestillation (reduced distillationdistillate oil).
durch Verwendung eines erfindungsgemäß hergestellten Katalysators wird unter folgenden Bedingungen durchgeführt: Die Reaktionstemperatur beträgt 150 bis 600° C, vorzugsweise bis 550° C; der Reaktionsdruek beträgt Atmosphärendruck bis 200 kg/cm , vorzugsweise Atmosphärendruck bis 150 kg/em % die Raumgeschwindigkeit beträgt 0.05 bis 20.0 G-ewichtsteile/ Gewichtsteile/h, vorzugsweise 0.1 bis 10.0 Gewichtsteile/ Gewichtsteile/h; das Volumverhältnis von Wasserstoff zu
Kohlenwasserstoff beträgt vorzugsweise 100 zu 4000 l/l. Zu erfindungsgemäß verwendeten Kohlenwasserstoffen gehören übliche Kohlenwasserstoffe, insbesondere Srdö!kohlenwasserstoffe, wie Naphtha, Kerosin, Leichtöl oder Destillatöl
aus der ersten Rohöldestillation (reduced distillationdistillate oil).
Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Aluminosilicate wird eine weit höhere Aktivität zum Hydrocracken, eine
überlegene Widerstandsfähigkeit gegenüber organischen Stickstoffverbindungen und eine geringere Koksbildung erzielt, als bei Verwendung eines nicht-halogenierten kristallinen Aluminosilicate des Zeolithtyps, der ein Metall oder eine Verbindung eines Metalls trägt, das zum Ausüben einer HydrLerungsfunktion befähigt ist.
überlegene Widerstandsfähigkeit gegenüber organischen Stickstoffverbindungen und eine geringere Koksbildung erzielt, als bei Verwendung eines nicht-halogenierten kristallinen Aluminosilicate des Zeolithtyps, der ein Metall oder eine Verbindung eines Metalls trägt, das zum Ausüben einer HydrLerungsfunktion befähigt ist.
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Die Erfindung wird ausführlicher durch die nachstehenden Beispiele beschrieben.
In eine wässrige Lösung von Calciumnitrat einer molaren Konzentration
von 0.05 wurden 100 g eines handelsüblichen zeolithisehen Molekularsiebe des Typs Na-Y gegeben und das Gemisch
wurde unter Hühren während etwa 2 Stunden auf 80° C
erhitzt, um den Ionenaustausch durchzuführen. Dieser Vorgang wurde 7 mal wiederholt, wobei 92 Gewichtsprozent
des ursprünglichen Natriums durch Calcium ausgetauscht wurden. Danach wurde der Zeolith Ca-Y in eine wässrige Lösung
überführt, die durch Zugabe eines großen Überschusses an Ammoniak zu KgPtCl. hergestellte /pt(iffiL),/ -Ionen enthielt»
um Platin in einer Menge von etwa 0.5 Gewichtsprozent auf den Träger aufzutragen. Die resultierende Masse wurde
mit Wasser gewaschen und nach der Zugabe von etwa 20 Gewichtsprozent eines Bindemittels verformt, getrocknet und
bei 500 C calciniert. Dieses Produkt wird als Katalysator A bezeichnet.
Versuch 2
Ein Quarzreaktionsrohr wurde mit 10 g Katalysator A gefüllt, der während 3 Stunden unter Wasserstoff bei 450° C
getrocknet und reduziert und danach auf 200° C gekühlt wurde. Gasförmiger Stickstoff, der durch bei 0° C gehaltenen Tetrachlorkohlenstoff
geleitet worden war, wurde während
ft ·-"-. i-i -■ ; ,
2 Minuten in einer Fließrate von 100 ml/min, über den Katalysator
geleitet. Gasförmiger Stickstoff wurde nach der Reaktion während etwa 1 Stunde durchgeleitet und der erzielte
Katalysator wurde in einem feuchtigkeitsdicht verschlossenen Gefäß aufbewahrt. Die Analyse ergab, daß der Katalysator
3·28 Gewichtsprozent Chlor enthielt. Das Produkt wird als Katalysator B bezeichnet.
Versuch 3
In ein Reaktionsrohr aus Quarz wurden 10 g des Katalysators A aus Versuch 1 gegeben und dieser Katalysator während 3
Stunden unter Wasserstoff bei 500° C getrocknet und reduziert und danach auf 175° G abgekühlt. Während 30 Minuten
wurden gleichzeitig CHClP2 in einer Pließrate von 50 ml/min.
und gasförmiger Stickstoff in einer Fließrate von 100 ml/min, über den Katalysator geleitet. Fach der Reaktion wurde gasförmiger
Stickstoff etwa 1 Stunde übergeleitet und der erhaltene Katalysator wurde dann in einem feuchtigkeitsdichten
Gefäß aufbewahrt. Der Chlor- und Fluorgehalt des Katalysators wurden durch Analyse zu 0.66 Gewichtsprozent
beziehungsweise 0.44 Gewichtsprozent bestimmt. Das Produkt wird als Katalysator C bezeichnet.
Versuch 4
In ein Reaktionsrohr aus Quarz wurden 10 g Katalysator A aus Versuch 1 gegeben, der während 2 Stunden unter Wasserstoff
bei 400° C getrocknet und reduziert und danach auf 250 C gekühlt wurda, Dann wurden während 10 Minuten
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gleichzeitig CCl2P2 in einer Fließrate von 50 ml/min, und
gasförmiger Stickstoff in einer Fließrate von 100 ml/min, über den Katalysator geleitet« Danach wurde während einer
weiteren Stunde nur gasförmiger Stickstoff übergeleitet und
j
f
f
der resulti- venae Katalysator dann in einem feuchtigkeitsdichten
Gefä;? aufbewahrt. Der Chlor- und Fluorgehalt des Katalysators wurde durch Analyse zu 0o98 Gewichtsprozent beziehungsweise
Oo32 Gewichtsprozent bestimmt. Das Produkt wird als Katalysator D bezeichnet.
Ein vergleichendes Hydrocracken von n-Hexadecan wurde unter gleichen Bedingungen durchgeführt, wobei die in Versuchen
1 bis 3 des Beispiels 1 angegebenen Katalysatoren verwendet wurden. In allen Fällen wurden folgende Reaktionsbedingungen
eingehalten:
Reaktionsdruck 40 kg/cm über Atmosphärendruck Reaktionstemperatur ' 260 C
Stundenraumgeschwindigkeit 2 g/g/h
(bezogen auf das Gewicht)
Mol verhältnis Wasserstoff zu 6 Mol/Mol Kohlenwasserstoff
Menge des Katalysators 5 g
Die Ergebnisse der gaschromatographischen Analyse der Produkte,
4 Stunden nach Beginn der Zuführung des Ausgangsmaterialn,
sind in Tabelle 1 angegeben. _ 14. _
Produkt (Mol %)
- 14 - | ·■ | Kataly | Kataly |
Tabelle 1 | sator B | sator C | |
Kataly | 0.65 | 0.69 | |
sator A | 5.11 | 6.26 | |
0.40 | 2.31 | 2.61 | |
2.08 | 11.79 | 13.90 | |
1.18 | 3.15 | 3.15 | |
6.60 | 11.10 | 11.07 | |
1.92 | 2.80 | 2.58 | |
7.22 | 16.88 | 19.60 | |
1.81 | 3.53 | 3.63 | |
6.99 | 12.11 | 12.82 | |
1.21 | 2.77 | 2.39 | |
11.22 | 10.40 | 10.79 | |
2.12 | |||
10.13 | |||
Propan iso-Butan
n-Butan iso-Pentan n-Pentan iso-Hexan n-Hexan iso-Heptan
n-Heptan iso-Octan n-Octan lionan
Decan Undecan Dodecan
15.75
13.60
8.92
Tridecan Tetradecan
Pentadecan iso-Hexadecan 16.39
2.50
0.95
n-Hexadecan 14.98
1.12
0.64
- 15 -
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Aus Tabelle 1 ist zu entnehmen, daß die halogenierten Katalysatoren
B und C überlegene Crackaktivität gegenüber dem nicht-halogenierten Katalysator A zeigen.
In 1.5 1 einer 10 %-igen wässrigen Lösung von NH.N0~ wurden
200 g handelsübliches zeolithisches Molekularsieb des Typs Na-Y gegeben und das Gemisch wurde während etwa 2 Stunden
unter Rühren auf 90 C erhitzt, um den Ionenaustausch durchzuführen.
Dieser Vorgang wurde 9 mal wiederholt und anschließend wurde ein weiterer Austausch unter Verwendung von 1.5
einer 10 #-igen wässrigen Lösung von Mg(NO,)ρ durchgeführt,
wobei 88 % des ursprünglich vorliegenden Natriums durch NHi und Mg ausgetauscht wurden. Die erzielte Masse wurde
dann in eine wässrige Lösung, die /Pd(NH,)./-Ionen enthielt, übergeführt, um Palladium in einer Menge von etwa 0.5 Gewichtsprozent
auf den Träger aufzubringen. Der Katalysator wurde mit Wasser gewaschen und nach der Zugabe von 20 Gewichtsprozent
Bindemittel verformt, bei 120 0 getrocknet und bei 500° C calciniert. Der erhaltene Katalysator wird
als Katalysator E bezeichnet.
In ein aus Quarz bestehendes Reaktionsrohr wurden 10 g des Katalysators E gegeben, der während 3 Stunden unter Wasserstoff
bei 500 C getrocknet und reduziert wurde und danach auf 200° C gekühlt wurde. Während 10 Minuten wurden gleichzeitig
CHClP2 in einer Pließrate von 50 ml/min, und gasförmiger
Stickstoff in einer Pließrate von 100 ml/min.
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über den Katalysator geleitet. Nach der Reaktion wurde während etwa 1 Stunde gasförmiger Stickstoff durchgeleitet
und der erhaltene Katalysator wurde dann in einem feuchtigkeitsdichten Gefäß aufbewahrt. Die Analyse ergab, daß der
Katalysator einen Chlorgehalt von 0.60 Gewichtsprozent und
einen Fluorgehalt von 0.44 Gewichtsprozent aufwies. Das Produkt wird als Katalysator P bezeichnet.
Um einen Vergleich zwischen Katalysator B und Katalysator P durchzuführen, wurde n-Hexadecan unter gleichen Bedingungen
dem Hydrocracken unterworfen. Die erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Es wurden folgende Reaktionsbedingungen
eingehalten:
Reaktionsdruck
40 kg/cm über Atmosphärendruck
Reaktionstemperatur | 230 | ° C |
S tundenraumge s chwin- | ||
digkeit (bezogen auf das | 0 | .25 g/g/h |
Gewicht) | ||
liolverhältnis von Wasserstoff | 6 | Mol/Mol |
'au. Kohlenwasserstoff | ||
Menge des Katalysators | 5 | g |
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■ - 17 - | Katalysator P | |
Tabelle 2 | 0.74 | |
Produkt (Mol %) | Katalysator E | 2.70 |
Butan | 0.55 | 0.60 |
iso-Pentan | 1.79 j |
5.63 |
n-Pentan | 0.64 | 1.00 |
iso-Hexan | 3.83 | 17.82 |
n-Hexan | 1.20 | 2.28 |
iso-Heptan | 12.88 | 21.79 |
n—Heptan | 3.10 | 2.19 |
iso-Octan | 13.16 | 15.76 |
n-Octan | 3.18 | 1.11 |
iso-lionan | 11.31 | 9.65 |
n-Uonan | 2.23 | 0.61 |
iso-Decan | 9.70 | 4.94 |
n-Decan | 1.36 | 3.27 |
Undecan | 8.55 | |
Dodecan | 4.42 | 6.72 |
Tridecan | ||
Tetradecan Pentadecan |
12.18 | 3.19 |
iso-Hexadecan | ||
n-Hexadecan | 9.92 | |
Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, daß durch Verwendung des halogenierten Katalysators F eine höhere Aktivität erreicht
wird, als mit dem nicht-halogenierten Katalysator E.
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Urn die Hydrocrackaktivität von nicht-halogeniertem Katalysator A mit der des halogenierten Katalysators D zu
vergleichen, wurde das Hydrocracken von Gasöl durchgeführt.
Das als Ausgangsmaterial verwendete öl hatte folgende Eigenschaften:
dj5 0.8338 Schwefelgehalt 0.31 Gew.-#
Siedebeginn
Siedebeginn | 235 C |
10 % | 254°C |
50 % | 278°C |
90 % | 318°C |
95 % | 332°C |
Siedeende | 3420C |
Die Reaktionsbedingungen wurden so eingestellt, daS mit jedem Katalysator ein Abbaugrad von 20 bis 30 % erreicht
vmrde. Die Reaktionsbedingungen und die Eigenschaften der erzielten Produkte sind in Tabelle 3 gezeigt.
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Tabelle 3 Hydrocracken von Gasöl
2 Druck, kg/cm über |
50 | 50 |
Atmosphärendruck | 380 | 310 |
Temperatur 0C | ||
Plus s igke i t s s tund en- | ||
raumgeschwindigkeit (LHSV) | 1 | 1 |
Vol./Vol./h. | 2000 | 2000 |
H2/Ö1 1/1 | ||
Produktverteilung, Vol. ff | 0.07 | 0.05 |
C1-C2 | 2.11 | 1.83 |
C3 | 4.66 | 6.22 |
i-c4 | 6.37 | 5.00 |
n-C4 | 11.67 | 8.92 |
25_125°C | 10.30 | 16.70 |
125-2100C | 77.70 | 76.10 |
über 210°C | ||
Gesamtmenge
112.88
114.82
Unter 125
Destillat
Destillat
C siedendes
Zwischen 125 und 210uC
siedendes Destillat
Zusammensetzung des zwischen 125 u. 210° C siedenden
Destillats (PIA-Methode)
Gesättigte Verbindungen Ungesättigte Verbindungen Aromatische Verbindungen
81
209821/1012
54.0 | 58.0 |
3.0 | 4.0 |
43.0 | 38.0 |
- 20 -
Die in Tabelle 3 angegebenen Daten beweisen ausreichend die Wirkung der Halogenierung: Danach beträgt die Differenz
der Reaktionstemperatur bei Verwendung von Katalysator A und bei Verwendung von Katalysator D zum Erzielen
entsprechender Abbauprodukte ungefähr 70° C.
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Claims (2)
1. Verfahren zum Herstellen eines Hydrocrackkatalysators
durch Auftragen eines Metalls der Platingruppe oder einer Verbindung eines Metalls der Platingruppe, insbesondere
in einer Menge von 0.01 bis 20 Gewichtsprozent, berechnet als Metall, auf ein kristallines Aluminosilicat des Zeolithtyps,
das Porenöffnungen von 5 bis 15 A aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das erhaltene
Aluminosilicat mit einem oder mehreren fluorierten und/oder chlorierten Kohlenwasserstoffen bei einer Temperatur
von 0 C bis 400° C in. Berührung gebracht wird, bis ein Halogengehalt von 0.05 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen
auf das Grundmaterial, erreicht ist.
2. Verfahren zum Hydrocracken von Kohlenwasserstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man die
Kohlenwasserstoffe an einem nach Anspruch 1 hergestellten Katalysator in Gegenwart eines Wasserstoff enthaltenden
Gases bei einem Druck von Atmosphärendruck bis 200 kg/cm und einer Temperatur von 150° C bis 600° C umsetzt.
209821/1012
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