DE2227336A1 - - Google Patents
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Description
Verfahren zur Isomerisierung von Kohlenwasserstoffen
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Isomerisieren von Paraffinen und/oder alkylsubstituierten aromatischen
Kohlenwasserstoffen.
Es ist allgemein bekannt, dass die stärker verzweigten Isomeren der in den schwereren Gasolinfraktionen des
Petroleums auftretenden Paraffin-Kohlenwasserstoffe aufgrund der höheren Oetanzahlen wertvoller sind als
die entsprechenden wenig verzweigten oder geradkettigen Kohlenwasserstoffe. Der Bau von Otto-Motoren mit ständig
höheren Kompressionsverhältnissen hat zu einer zunehmen-
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den Nachfrage nach Benzinfraktionen mit hohen Oetanzahlen
geführt. Dieser ständig steigenden Nachfrage nach hochoctanigen Benzinen kann in wirtschaftlicher
Weise beispielsweise durch die Isomerisierung der leichten Naphthabestandteile dieser Kraftstoffe begegnet
werden.
Die Isomerisierung aliphatischen cycloaliphatischer und alkaromatischer Kohlenwasserstoffe ist bekannt:
im allgemeinen werden als Isomerisierungskatalysatoren bestimmte Lewis-Säuren, insbesondere Aluminiumchlorid
oder Aluminiumbromid zusammen mit bestimmten Promotoren wie Chlorwasserstoff, Bromwasserstoff oder
Fluorwasserstoff verwendet. Aus den kanadischen Patentschriften 742 ?46 und 794 400 ist beispielsweise die
Verwendung von Antimon-pentafluorid/Fluorwasserstoff
in Lösung oder auf einem festen Träger als Isomerisierungskatalysator bekannt.
Die Isomerisierung von leichten Naphthas ist bekannterweise bei möglichst niedrigen Isomerisierungstemperaturen
günstiger, da sich hier das Gleichgewicht bei der Umwandlung geradkettiger Paraffinkohlenwasserstoffe
stärker in Richtung verzweigtkettlge Isomere verschiebt. Die bisher bekannten
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Isomerisierungskatalysatoren weisen den Nachteil auf,
dass bei der Isomerisierung bei verhältnismässlg hohen Temperaturen gearbeitet werden muss. Dies
führt zu einem gesteigerten Cracken und zu stärkerer Disproportionierung, wodurch sich die Ausbeute
an verzweigtkettigen Kohlenwasserstoffen verringert. Ein weiterer Nachteil der bisher bekannten Katalysatoren
liegt in der häufig hohen Flüchtigkeit der Katalysatoren, so dass die Umwandlungsreaktoren notwendigerweise
unter hohem Druck betrieben werden müssen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Verfahren zur Isomerisierung von KoKtenwasserstoffen zu entwickeln/
bei denen die aufgeführten Nachteile nicht auftreten.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zur Isomerisierung von isomerisierbaren Paraffinkohlenwasserstoffen,
alkylsubstituierten aromatischen Kohlenwasserstoffen und deren Mischungen vorgeschlagen, das dadurch
ist, dass die isomerisierbaren Kohlenwasserstoffe unter Isomerisierungsbedingungen mit einem Katalysator in
Kontakt gebracht werden, der (a) eine Lewis-Säure der Formel MX , in der M Titan oder Elemente der Gruppen V
und VIB des Periodensystems, X Halogen und η eine ganze
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Zahl zwischen J5 und 6 bedeuten, und (b) als Brönsted-Säure
Fluorschwefelsäure, Trifluormethanschwefelsäure und Trifluoressigsäure enthält.
Erfindungsgemäss werden also isomerisierbare Paraffinkohlenwasserstoffe,
alkylsubstituierte aromatische Kohlenwasserstoffe und deren Mischungen, die vorzugsweise
4 bis 20 Kohlenstoffatome je Molekül enthalten, bei niedrigen Temperaturen in Gegenwart eines Katalysators
isomerisiert, der (a) eine oder mehrere Lewis-Säuren
der allgemeinen Formel MX , in der M Elemente aus den Gruppen IVB, V oder VIB des Periodensystems,
X ein Halogen und vorzugsweise Fluor und η eine ganze Zahl zwischen J5 und 6 bedeuten und (b) eine starke
Brönsted-Säure vorzugsweise starke halogensubstituierte Säuren wie Fluorschwefelsäure, Trifluormethansulfonsäure,
Trifluoressigsäure oder deren Mischungen enthält. Die Beschreibung und die Ansprüche beziehen
sich auf das in der "The Encyclopedia of Chemistry", Reinhold Publishing Corporation, 2. Auflage, 1966,
S. 79° dargestellte periodische System der Elemente. Der Ausdruck "Elemente" betrifft sowohl Metalle als
auch Metalloide der genannten Gruppen des Periodensystems.
BAD ORIGINAL
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Geeignete Lewis-Säuren sind beispielsweise Antimonpentafluorid, Arsen-fluorid, Tantal-pentafluorid,
Niob-pentafluorid, Vanadin-pentafluorid, Titan-tetrafluorid, Wismut-pentafluorid, Phosphor-pentafluorid,
Molybdän-hexafluorid, Zireon-tetrafluorid, deren Mischungen und ähnliche Verbindungen. Ohne die Wirksamkeit
der Katalysatoren zu beeinträchtigen, können auch anstelle der Fluoride Chloride, Bromide oder Iodide
eingesetzt werden.
Vorzugsweise enthält die Katalysatormischung nur eine Lewis-Säure und eine Brön_sted-Säure. Derartige Katalysatoren
sind beispielsweise:
1 Antimon-pentafluorid-Pluorschwefeisäure
2 Arsen-pentafluorid-Fluorschwefelsäure
3 Tantal-pentafluorid-Fluorschwefelsäure
4 Niob-pentafluorid-Fluorschwefelsäure
5 Vanadin-pentafluorid-Fluorschwefeisäure
6 Titan-tetrafluorid-Fluorschwefelsäure
7 Molybdän-hexafluorid-Fluorschwefelsäure
8 Antimon-pentafluorid-Chlorschwefelsäure
9 Antimon-pentafluorid-Trifluormethansulfonsäure
10 Arsen-pentafluorid-Trifluormethansulfonsäure
11 Tantal-pentafluorid-Trifluormethansulfonsäure
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9 9 9 7 "' ^ £
- L £. / I Ci ν.' O
12 Niob-pentafluorid-Trifluormethansulfonsäure
13 Vanadin-pentafluorid-Trlfluormethansulfonsäure
14 Titan-tetrafluorid-Trifluormethansulfonsäure
15 Molybdän-hexafluorId-TrIfluormethansulfonsäure
16 Zircon-tetrafluorid-Trifluormethansulfonsäure
17 Antimon-pentafluorid-Trifluoressigsäure
18 Tantal-pentafluorid-Trifluoressigsäure
19 Arsen-pentafluorid-Trifluoressigsäure
20 Titan-tetrafluorid-Trifluoressigsäure
21 Zircon-tetrafluorla-Trifluoressigsäure
22 Vanadin-pentafluorid-Trifluoressigsäure
2J Molybdän-hexafluorid-Trifluoressigsäure
2h Niob-pentafluorid-Trifluoressigsäure
Das molare Verhältnis von Bron_sted-Säure zu Lewis-Säure
beträgt meist etwa 20:1 bis 5:1 und vorzugsweise 5:1 bis
1:1. Die Gesamtmenge des in der Isomerisierungszone vorhandenen
Katalysators zu der dort vorhandenen Gesamtmenge an Kohlenwasserstoffen kann etwa 0,01 bis 100 Gewichtsteile
oder darüber der Katalysatormischung je Gewichtsteil der Kohlenwasserstoffe betragen. Vorzugsweise liegt die Gesamtmenge
des Katalysators in der Isomerisierungszone · zwischen etwa 1 bis 10 Gewichtsteile des Katalysators je
1 Gewichtsteil der Kohlenwasserstoffe.
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Die Katalysatormischung kann als unverdünnte Flüssigkeit,
als verdünnte Lösung oder in absorbierter Form auf einem festen Träger eingesetzt werden. Die verdünnten
Lösungen können mit jedem beliebigen Lösungsmittel hergestellt werden, das sich unter den Reaktionsbedingungen inert verhält. Zur Erzielung optimaler Ergebnisse
sollten die Verdünnungsmittel vorbehandelt werden, um Katalysatorgifte wie Wasser, ungesättigte Verbindungen
und ähnliche Verunreinigungen zu entfernen. Geeignete Verdünnungsmittel sind beispielsweise Sulfuryl-chloridfluorid,
Sulfuryl-fluorid, fluorierte Kohlenwasserstoffe und deren Mischungen. Auch die Protonsäuren wie Fluorschwefelsäure,
Schwefelsäure, Trifluormethansulfonsäure und ähnliche Verbindungen können selbst als Verdünnungsmittel
eingesetzt werden. Das Volumenverhältnis von Verdünnungsmittel zu Katalysator beträgt meist etwa 50:1 ·
bis 1:1 und vorzugsweise etwa 10:1 bis 2:1.
Die Katalysatormischung kann andererseits in einen festen Träger inkorporiert werden. Als feste Katalysatorträger
können alle diejenigen eingesetzt werden, die sich unter den Reaktionsbedingungen inert verhalten; auch der Träger
sollte vorzugsweise wie beispielsweise durch Erhitzen,· chemische Behandlung oder Beschichten vorbehandelt werden,
um im wesentlichen alles gegebenenfalls vorhandene Wasser und/oder alle Hydroxy!gruppen zu entfernen.
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BAD ORIGINAL
Aktive Träger können durch Beschichten mit einem inerten Material wie Antimon-trifluorid oder Aluminium-trifluorid
inert gemacht werden. Geeignete feste Träger sind beispielsweise mit Fluor behandelte oder beschichtete Harze
wie Cationen-Austauschharze mit Sulfonatgruppen, mit Fluor behandelte sauer reagierende Chalcite wie.Aluminiumoxid
oder Alumosilicate oder säurefeste Molekularsiebe wie Faujasite und ähnliche Zeolithe. Die auf einen Träger aufzubringenden
Katalysatoren können in an sich bekannter Weise wie durch trockenes Vermischen, Copräzipitieren
oder Imprägnieren hergestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die auf einen
Träger aufgebrachte Katalysatormischung durch Imprägnieren eines geeigneten deaktivierten Trägers mit einem
Metallfluorid wie Antimon-pentafluorid und anschliessendem Imprägnieren mit einer Brön-sted-Säure wie Fluorschwefelsäure
hergestellt.
Das Gewichtsverhältnis von Lewis-Saure zu Träger kann etwa 1:100 bis 1:10 und vorzugsweise 1:50 bis 1:35 betragen;
das Gewichtsverhältnis von Brön^sted-Säure zu Träger kann zwischen 1:100 bis 1:10 und vorzugsweise
zwischen 1:50 bis 1:55 liegen.
Als Einsatzmaterialien für die Isomerisierung können Paraffine, alkylsubstituierte aromatische Kohlenwasser-
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stoffe und deren Mischungen eingesetzt werden. Verwendbare Paraffine sind aliphatisch^ und cycloaliphatische
bei Raumtemperatur im wesentlichen flüssige Kohlenwasserstoffe. Die aliphatischen gerade- oder
verzweigtkettigen Kohlenwasserstoffe können 4 bis 20 und vorzugsweise 4 bis 8 C-Atome im Molekül aufweisen
wie beispielsweise η-Butan, n-Pentan, Methylpentan, Methylhexan und ähnliche Verbindungen. Die cyeloaliphatischen
Kohlenwasserstoffe oder Naphthene können 6 bis 20 und vorzugsweise 6 bis 12 Kohlenstoffatome
im Molekül aufweisen wie beispielsweise Methyl-cyclopentan,
Dimethyl-cyclopentane, Äthyl-cyclohexan,
n-Pentyl-cyclohexan und ähnliche Verbindungen. In Abhängigkeit von den Reaktionsbedingungen können auch
Isomerisierungen der Ringe wie beispielsweise Ringerweiterung oder Ringverengerung mit der Seitenkettenisomerisierung
konkurrieren. Die alkylsubstituierten aromatischen Kohlenwasserstoffe enthalten meist 7 bis
und vorzugsweise 7 bis 12 Kohlenstoffatome im Molekül und umfassen prinzipiell alle isomerisierbaren aromatischen
Alkyl- oder Polyalkyl-Kohlenwasserstoffe wie Xylole, n-Butylbenzol und ähnliche Verbindungen. In
Abhängigkeit von den Reaktionsbedingungen kann sowohl · Stellungsisomerisierung der Alkylsubstituenten am Ring
als auch Seitenkettenisomerislerung eintreten. Andere
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häufig in leichten Naphthas aus Erdöl vorkommende aliphatische
oder alicyclische Kohlenwasserstoffe können mitverarbeitet werden.
Der Einsatz enthält meist verschiedene Crack-Inhibitoren
oder Moderatoren wie Wasserstoff und entsprechende Verbindungen. Die Inhibitoren unterdrücken die sonst gegebenenfalls
während der Isomerisierung auftretende zu starke Spaltung der Moleküle. Wasserstoff kann zu diesem
Zweck in Mengen von vorzugsweise 1 bis J5 Mol-$ bezogen
auf den Einsatz, verwendet werden.
Die Katalysatormischung ist gegenüber Verunreinigungen wie Wasser einigermassen empfindlich, so dass die Isomerisierung
vorzugsweise im wesentlichen unter Feuchtigkeitsabschluss, z.B. durch Verwendung von wasserfreien
Reagenzien und durch Reinigung der Ausgangsverbindungen durchgeführt werden sollte.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann in Chargen oder
kontinuierlich durchgeführt werden. Im allgemeinen können die zahlreichen bekannten Vorrichtungen eingesetzt werden, die sonst bei Extraktionsverfahren zur Vergrösserung der Berührungsfläche zwischen Kohlenwasserstoffen und Katalysator benutzt werden. Das Verfahren kann in den üblichen Reaktoren wie beispielsweise einem Einzelreaktor mit
kontinuierlich durchgeführt werden. Im allgemeinen können die zahlreichen bekannten Vorrichtungen eingesetzt werden, die sonst bei Extraktionsverfahren zur Vergrösserung der Berührungsfläche zwischen Kohlenwasserstoffen und Katalysator benutzt werden. Das Verfahren kann in den üblichen Reaktoren wie beispielsweise einem Einzelreaktor mit
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Wirbelbett oder in einer Vielzahl von mit ausreichenden RUhrvorrichtungen wie mechanischen Rührwerken, Röhren
mit verengtem Durchmesser oder Turbomischern ausgestatteten Reaktoren durchgeführt werden. Die Kohlenwasserstoffphase
und die Katalysatorphase können in einem oder mehreren Reaktoren in gleichgerichtetem, quergerichtetem
oder gegenläufig gerichtetem Strom umgesetzt werden. Nicht umgesetzte Ausgangsverbindungen, Katalysatoren,
Inhibitoren und höher siedende Umsetzungsprodukte können aus dem Isomerisierungsprodukt und voneinander
beispielsweise durch Destillation getrennt und vollständig oder anteilweise wieder in die Isomerisierungszone
rückgeleitet werden. Das Isomerisierungsprodukt kann beispielsweise durch Alkylierung weiterveredelt
oder direkt als hochoctaniger Zusatz zum Benzin verwendet werden.
Die Temperaturen der Isomerisierungsreaktion können bei Verwendung flüssiger Katalysatoren zwischen etwa
-J50 bis 100° C und vorzugsweise zwischen 20 bis 60° C
liegen. Wenn feste auf einem Träger aufgebrachte Katalysatoren eingesetzt werden, betragen die Temperaturen
meist etwa +20 bis 350° C und vorzugsweise 50 bis 200° .C.
Der Druck kann zwischen 1 bis 50 kg/cm und vorzugsweise
zwischen 1 bis 20 kg/cm variiert werden. Der Kohlenwasserstoffeinsatz
kann in flüssiger oder gasförmiger
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- 12 - '/'Ζ2Ί33Β
Phase und vorzugsweise überwiegend in flüssiger Phase
vorliegen.
Die Kontaktzeit zwischen Katalysator und Kohlenwasserstoffeinsatz ist in weiten Grenzen variierbar und hängt
teilweise von der Temperatur und der Konzentration der Katalysatormischung ab. Im allgemeinen betragen die
Kontaktzeiten für flüssige Systeme etwa 0,1 bis 10 und meist etwa 0,2 bis 5 Stunden.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen
Verfahrens wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert, die ein Flussdiagramm der Isomerisierung von η-Hexan
in Gegenwart eines sauren Katalysators aus Antimon-pentafluorid/Trifluormethansulfonsäure
darstellt.
η-Hexan wird in eine Isomerisierungszone 2 in flüssiger Phase aus einem nicht dargestellten Lagertank durch
Leitung 1 eingeführt. Durch eine Leitung J5 wird eine äquimolare Mischung aus Antimon-pentafluorid und Trifluormethansulfonsäure
in die Reaktionszone 2 eingeleitet. Der Katalysator wird in Mengen von 20 g je 100 g
η-Hexan zugeführt. Die Temperatur innerhalb der Isomerisierungszone wird zwischen 20 bis 25 C, und der Druck
wird bei 1 kg/cm im wesentlichen konstant gehalten. Die Isomerisierungszone 2 ist mit einem Rühiwerk ausge-
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rüstet, um eine gleichmässige Vermischung der Umsetzungspartner
sicherzustellen. Die Kontaktzeit beträgt etwa 2 bis 6 Stunden.
Das isomerisierte Produkt wird aus der Reaktionszone 2
durch eine Leitung 4 abgezogen und zu einer Absetzzone geleitet. Nach einer bestimmten Absetzzeit trennt sich
das Isomerisierungsprodukt in eine Kohlenwasserstoffphase
und in eine den. sauren im wesentlichen in der Kohlenwasserstoffphase unlöslichen Katalysator enthaltenden
Phase. Der abgetrennte saure Katalysator wird dann aus der Absetzzone 5 abgezogen und durch eine Leitung
6 zur weiteren Verwendung in die Isomerisierungszone 2 zurückgeführt. Die abgetrennte Kohlenwasserstoffphase
wird durch eine Leitung 7 aus der Absetzzone 5 abgezogen und dann mit durch eine Leitung 8 zugeführtem Alkali
(beispielsweise etwa 20 gew.^ige Natriumhydroxydlösung)
behandelt. Das Alkali wird in Mengen von etwa 10 g je
100 g η-Hexan zugegeben. Die Mischung aus Alkali und η-Hexan wird dann in eine Mischzone 9 überführt und
darin kräftig vermischt. Diese Mischung wird dann aus der Mischzone durch eine Leitung 10 abgezogen und in
eine Absetzzone 11 überführt, in der sich die Alkaliphase von der Kohlenwasserstoffphase abtrennt.
Die Alkaliphase wird dann durch eine Leitung 12 abgezogen,
während die Kohlenwassersto'ffphase durch eine
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- 14 - ZZ27336
Leitung 13 in eine Trennzone 14 wie beispielsweise in die dargestellte Destillationsanlage überführt wird, die mit
einer Heizvorrichtung wie beispielsweise mit einer Heizschlange 15 und mit Leitungen 16, 17, 18, 19 und 20 ausgerüstet
ist. Die Temperatur- und Druckverhältnisse werden in der Destillationsanlage 14 so eingestellt,
dass das Reaktionsprodukt entweder in einer Fraktion durch die Leitung 16 oder in mehreren Fraktionen durch
die Leitungen 17 und 18 entnommen werden kann, während nicht umgesetztes η-Hexan durch die Leitung 19 abgezogen
und vorzugsweise durch die Leitungen 19 und 1 wieder in die Isomerisierungszone rückgeführt wird. Die höhersiedenden
Nebenprodukte können aus der Abtrennzone durch die Leitung 20 abgezogen werden.
Die folgenden ein anderes bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschreibenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.
In einem mit einem Rührwerk ausgerüsteten 500-cm -Kessel aus rostfreiem Stahl mit einer Innenauskleidung aus
Tetrafluoräthylenpolymeren (Handelsmarke "Teflon") wurden chargenweise mehrere Isomerisierungen durchgeführt. Als
Kohlenwasserstoff-Einsatzmaterial wurde η-Hexan verwendet.
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In der folgenden Tabelle I sind die Reaktionsbedingungen und die Zusammensetzungen der Isomerisierungsprodukte
aufgeführt, wobei die Zusammensetzung der Isomerisierungsprodukte durch Gas-Flüssigkeits-Chromatographie unter Verwendung
einer 45,75 m langen 0,01 i.d. Squalen-Säule und
eines Wasserstoff-Ionisations-Flammendetektors durchgeführt.
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ZlZl / ε ^ 8602
η-Hexan-Isomerisierung
Reaktionsbedingungen | Charge 1 | Charge 2 | Charge 5 | Charge | 4 | Charge | 5 | Charge | 6 |
n-Kex3.n in cnr | 200 | 200 | 2Ö0 | 200 | 200 | 200 | |||
Katalysator (1) | 5 5" 5 | CF3CO3H-SbF5 | CF,S0,H-TaFc | FSO3H-TaF | VJl | FSO^H-NbF 5 |
5 | FSO3H-SbF | 5 |
Gewicht des Katalysators in g |
55 | 55 | 55 | 55 | 33 | 55 | |||
Reaktionszeit in h | 6 | vji | 6 | 6 | 6 | 5 | |||
Reaktionstemperatur in 0C | 25 | 25 ' | 25 | 25 | 25 | 25 | |||
Reaktionsdruck in kß/cm | 1 | 1 | 1 | 1 | Ί | 1 |
Katalysator/n-Hexan
Produktanalysen in Gew. %
Butane
Isobutan n-Butan
Pentene
2,?-Dimethylpropan
2-I-^thylbutan
r.-Pcntan
25
25
25
5,4
6,4
2,4
25
2,9
4,5 | 4,5 | 5,1 | 2,0 | 2,5 | 2,4 |
1,5 | 1,1 | 1,5 | 0,4 | 0,6 | 0,5 |
15,2 | 16,4 | 12,6 | 11,4 | 6,5 | 10,^ |
0,7 | 0,5 | 1,8 | _ N) | ||
11,9 | 12,2 | 10,6 | 9,5 | 5,5 | 8>6 K |
2,6 | 5,9 | 1,2 | 2,1 | 1,0 | 1,8 y |
CO | |||||
CO | |||||
CD |
209863/1212
Charge
Charge 2
Charge 5
Charge 4
Charge
Charge
Hexane
2,2-Dirnethylbutan 2,5-Dimethylbutan
2-MethyIpentan 3-MethyIpentan
η-Hexan
50,0
57,7
74,1
65,8
75,8
67,6
26,9 | 24,6 | 10,2 | 27,5 | 8,6 | 18,6 |
2,8 | 5,5 | 2,5 | 5,2 | 5,9 | 5,2 |
6,5 | 7,6 | 6,1 | 7,9 | 8,4 | 7,8 |
2,8 | 3,4 | 2,9 | 5,5 | 4,5 | 5,6 |
11,0 | 18,6 | 52,6 | 21,7 | 48,4 | 54,4 |
Heptane
2,2-Dimethylpentan
2,4-Dimethyipentan
2,2,5-Trimethylbutan
5,3-i>imethylpentan 2-Methylhexan.
2,5-DimethyIpentan
3~Methylhexan
5-Methylpentan n-Heptan
Methyleyelohexan
nichtidentifizierte Peaks
21,0
16,2
5,5
20,8
4,8 | 3,5 | 0,6 | 5,6 |
2,5 | 2,4 | 1,1 | 2,6 |
1,4 | 1,4 | 0,4 | 1,4 |
5,5 | 5,6 | 0,2 | 2,7 |
5,2 | 1,5 | . 0,5 | 5,9 |
1,5 | 2,7 | 0,2 | 1,5 |
5,2 | 1,4 | 2,0 | 2,7 |
1,5 | 0,1 | 0,7 | 1,2 |
1,4 |
9>3
5,4
2,7
2,0
15,5
1^ 2,6
1,2 1,1 4,1 1,5 2,8 0,6 0,6
2,2
15,1
1,4 2,5
1,1 1,1 5,4
1,5 2,4 0,1
6,3
(1) Katalysator aus äquimolaren Mengen Metallfluorid. und Brönsted-Säure.
N)
NO
to
(J)
Aus der Tabelle ist zu entnehmen, dass nach dem erfindungsgemässen
Verfahren Isomerisierungsprodukte mit einem hohen Gehalt an Cg-Kohlenwasserstoffen und höheren
Kohlenwasserstoffen hergestellt werden können. Das erfindungsgemässe Verfahren kann bei niederen Reaktionstemperaturen im Vergleich zu Isomerisierungen mit Schwefelsäure
durchgeführt werden, wodurch die durch !competitive Nebenreaktionen entstehenden Probleme stark vermindert
werden.
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Claims (17)
1. Verfahren zur Isomerisierung von isomerisierbaren
Kohlenwasserstoffen, alky!substituierten aromatischen
Kohlenwasserstoffen und deren Mischungen, dadurch gekennzeichnet, dass die isomerisierbaren
Kohlenwasserstoffe unter Isomerisierungsbedingungen mit einem Katalysator in Kontakt gebracht werden,
der (a) eine Lewis-Säure der allgemeinen Formel MX , in der M Titan oder Elemente der Gruppen V
und VIB des Perlodensystems, X ein Halogen und η eine ganze Zahle zwischen 5 bis 6 bedeuten, und'(b)
als Brön_sted-Säure Fluorschwefelsäure, Trifluormethansulfonsäure
und/oder Trifluoressigsäure enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die aliphatischen und cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffe 4 bis 20 C-Atome im Molekül und dass
die alkylsubstituierten aromatischen Kohlenwasserstoffe 7 bis 20 C-Atome im Molekül enthalten.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Katalysatormischung und der Kohlen-
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Wasserstoffeinsatz im wesentlichen in flüssiger Phase bei einer Temperatur von etwa minus 30° C bis 100° C
in Kontakt gebracht werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis J5, dadurch gekennzeichnet,
dass die Katalysatormischung und der Kohlenwasserstoffeinsatz in Gegenwart eines Inerten Verdünnungsmittels
in Kontakt gebracht werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass als Verdünnungsmittel Sulfuryl-chlorid-fluorid, Sulfuryl-fluorid und/oder fluorierte Kohlenwasserstoffe
verwendet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet,
dass die Katalysatormischung auf einem festen im wesentlichen inerten Träger angebracht ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein mit Fluor behandeltes Harz ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass der Träger ein mit Fluor behandeltes sauer reagierendes Qalcit ist.
9· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass der Träger ein säurefestes Molekularsieb ist.
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10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9* dadurch gekennzeichnet,
dass als Lewis-Säure Antimon-pentafluorid, Tantal-pentafluorid, Niob-pentafluorid, Vanadinpentafluorid,
Wismut-pentafluorid, Molybdän-hexafluorid, Arsen-pentafluorid, Phosphor-pentafluorid
und/oder Titan-tetrafluorid verwendet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatormischung Antimonpentafluorid
und Trifluormethansulfonsäure enthält.
12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatormischung Antimonpentafluorid
und Fluorschwefelsäure enthält.
15· Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
dass die Katalysatormischung Antimonpentafluorid und Trifluoressigsäure enthält.
l4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
dass die Katalysatormischung Tantalpentafluorid und Fluorschwefelsäure enthält.
15· Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatormischung Tantalpentafluorid
und Trifluormethansulfonsäure enthält.
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16. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
dass die Katalysatormischung Niob-pentafluorid und Fluorschwefelsäure enthält.
17. Verfahren nach Anspruch 1 bis l6, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatormischung die Brön—sted-Säure
und die Lewis-Säure in einem molaren Verhältnis von 20: 1 bis 1:5 enthält.
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