DE2264621B2 - Isomerisierungskatalysator auf der basis von metakaolinit und platin- oder palladiumkomponenten - Google Patents

Isomerisierungskatalysator auf der basis von metakaolinit und platin- oder palladiumkomponenten

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DE2264621B2 DE19722264621 DE2264621A DE2264621B2 DE 2264621 B2 DE2264621 B2 DE 2264621B2 DE 19722264621 DE19722264621 DE 19722264621 DE 2264621 A DE2264621 A DE 2264621A DE 2264621 B2 DE2264621 B2 DE 2264621B2
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Description

Die katalytische Isomerisierung von Kohlenwasserstoffen ist in der Technik von großer Bedeutung. Beispielsweise können durch Isomerisierung geeigneter Erdölfraktionen stark verzweigte gesättigte Kohlenwasserstoffe erhalten werden, die zusammen mit anderen Kohlenwasserstoffen den Antiklopfwert von paraftinischen Kohlenwasserstoffen erhöhen. Dadurch kann die Verwendung von Zusatzstoffen, wie e»wa von Bleialkyl-Verbindungen vermieden oder in starkem Maße beschränkt werden.
Die Arbeitsbedingungen von Isomerisierungsverfahren mit bekannten Katalysatoren sind jedoch sehr kritisch und man erhält nur in einem beschränkten Temperatur- und Druckbereich optimale Umwandlungen und Selektivitäten. Aus der US-Patentschrift 32 15 753 ist beispielsweise die Isomerisierung von 2,2-Dimethylbutan zu 2,3-Dimethylbutan bekannt. Dabei wird bevorzugt ein Katalysator auf der Basis von Aluminiumoxyd verwendet, der mit Chlor und Fluor vorbehandelt werden muß und eine relativ große Menge an Platin enthält. Brauchbare Selektivitäten für 2,3-Dimethylbutan werden bei diesem Verfahren nur bei lediglich 25prozentiger Umwandlung des Ausgangsmaterials erzielt.
Es wurde nun ein Katalysator auf der Basis von Metakaolinit gefunden, der zur Isomerisierung paraffinischer Kohlenwasserstoffe besonders gut geeignet ist. Dieser Katalysator ermöglicht selbst bei relativ geringem Platingehalt beispielsweise bei der Isomerisierung von 2,2-Dimethylbutan zu 2,3-Dimethylbulan sehr hohe Selektivitäten und Umwandlungen. Zwar sind Katalysatoren auf der Basis von Metakaolinit und Bentomt aus »Chem. Zentralblatt«, 1965, Referat 2169 bekannt, doch wurde der erfindungsgemäße Katalysator hierdurch nicht nahegelegt.
Die Erfindung betrifft daher einen Katalysator auf der f>5 Basis von Metakaolinit und katalytisch aktiven Komponenten, der dadurch erhalten wird, daß man von löslichen Verunreinigungen befreites Kaolinit mit
621 2
Lösungen von Platin- oder Palladiumverbindungen imprägniert, so daß im fertigen Katalysator der Gehalt dieser Platingruppenmetalle in einer Menge zwischen 0,01 und 0,5 Gewichtsprozent vorliegt, und das Kaolinit durch Erhitzen zwischen 350 und 4500C unter teil weiser Dehydratisierung in den metastabilen Zustand überführt , _,
Die Erfindung betrifft auch das Verfahren zur Herstellung dieses Katalysators, sowie seine Verwendung zur Isomerisierung von 2,2-Dimethylbutan.
Das dem erfindungsgemäßen Katalysator zugrunde liegende Metakaolinit weist auf seiner Oberfläche Aciditätszentren der Art einer Lewis-Säure auf.
Die Imprägnierung erfolgt im Fall von Platin mit H2PtCl6 oder Pt(NH3WOH)2.
Umsetzungen, bei denen der erfindungsgemäße Katalysator verwendet werden kann, sind beispielsweise allgemein Isomerisierungen von Kohlenwasserstoffen und insbesondere a) die selektive Isomerisierung von 2,2-Dimethylbutan zu 2,3-Dimethylbutan, b) die selektive Isomerisierung von schweren n-Paraffinen.
Der erfindungsgemäße Katalysator ermöglicht Umwandlungen und Selektivitäten, die industriell große Bedeutung besitzen. Weiterhin zeigt er eine bemerkenswerte Wirtschaftlichkeit, verglichen mit bekannten Katalysatoren, da einerseits das Kaolinit, das zu seiner Herstellung erforderlich ist, wenig kostet und da andererseits die Arbeitsbedingungen, bei denen er verwendet wird, einfach sind und nur niedrige Kosten verursachen. Auch sind die erfindungsgemäßen Katalysatoren wirtschaftlich interessant, da man mit sehr geringen Mengen an Platin oder Palladium, beispielsweise mit 0,15%, arbeiten kann. Die zu isomerisierenden paraffinischen Kohlenwasserstoffe können allein oder in Mischung eingesetzt werden. Bei der Isomerisierung von 2,2-Dimcthylbutan zu 2,3-Dimethylbutan kann man bei verschiedenen Reaktionsbedingungen, Druck, Raumgeschwindigkeiten und Umwandlungsprozentgehalten pro Durchgang arbeiten.
Die verwendete Temperatur hängt im allgemeinen von der besonderen Art des verwendeten Katalysators ab und liegt in jedem Fall im Bereich zwischen 100 und 6000C, vorzugsweise im Bereich zwischen 300 und 450° C.
Der Druck wird so ausgewählt, daß sichergestellt ist, daß die Umsetzung der Reaktionsteilnehmer in der Dampfphase durchgeführt wird, und entsprechend der besonders verwendeten Temperatur wählt man einen Druck im Bereich zwischen Atmosphärendruck und 150 kg/cm2.
Die Raumgeschwindigkeit (HLSV) liegt zwischen 0,1 und 20 h1. Die Raumgeschwindigkeit bedeutet das Verhältnis zwischen dem volumetrischen Strom pro Stunde an flüssigem Kohlenwasserstoff-Beschickungsmaterial und dem Katalysatorvolumen.
Es kann sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich gearbeitet werden.
Im folgenden Beispiel, das zur Erläuterung der Erfindung dient, bedeutet die Umwandlung das Verhältnis:
Anzahl der umgesetzten Moleküle
Anzahl der eingeführten Moleküle
und die Selektivität bedeutet das Verhältnis
Anzahl der Moleküle an gewünschtem Produkt
Anzahl der umgesetzten Moleküle
Beispiel
g Kaolinit, die durch Sedimentation und nachfolgendes Waschen gereinigt wurden, um soweit wie möglich lösliche Verunreinigungen zu entfernen, wurden mit einer Lösung aus Chlorplatinsäure imprägniert, wobei man eine solche Menge wählte, daß man im fertigen Katalysator einen Platingehalt von 0,15%
Druck
Katalysator
Hi/Kohlenwasserstoff-Verhältnis erhielt Der Katalysator wurde dann während 15 Stunden bei einer Temperatur von 420° C erwärmt
Auf solche Weise erhielt man durch teilweise Dehydratisierung einen Kaolinit Katalysator in metastabilem Zustand, der 0,15% Platin enthielt Der so hergestellte Katalysator wurde in einem Strömungsmikroreaktor bei der Isomerisierungsreaktion von 2^.-Dimethylbutan untersucht Man verwendete die folgenden Reaktionsbedingungen.
kg/cm2
g
5
Reaktionsprodukte
2,2-Dimethylbutan
2,3-Dimethylbutan
J-Methylpentan
H-Hexan
Umwandlung, %
Selektivität, %
r=420°C HLSV= 1 r=450°C
HLSV=OJi
T= 4200C HLSV= 0,5
91,6 6,8 0,9
8,4 80,9 83,4
14,6
1,6
16,6
87,9
63,7
24,4
8,2
36,3 87,2

Claims (3)

Patentansprüche: 22
1. Katalysator auf der Pasis von Metakaolinit und katalytisch aktiven Komponenten, erhalten dadurch, daß man von löslichen Verunreinigungen befreites Kaolinit mit Lösungen von Platin- oder Palladiumverbindungen imprägniert, so daß im fertigen Katalysator der Gehalt dieser Platingruppenmetalle
in einer Menge zwischen 0,01 und 0,5 Gewichtsprozent vorliegt, und das Kaolinit durch Erhitzen zwischen 350 und 4500C unter teilweiser Dehydratisierung in den metastabilen Zustand überführt
2. Verfahren zur Herstellung der Katalysatoren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man von löslichen Verunreinigungen befreites Kaolinit mit Lösungen von Platin- oder Palladiumverbindungen imprägniert, so daß im fertigen Katalysator der Gehalt dieser Platingruppenmetalle
in einer Menge zwischen 0,01 und 0,5 Gewichtsprozent vorliegt und das Kaolinit durch Erhitzen zwischen 350 und 4500C unter teilweiser Dehydratisierung in den metastabilen Zustand überführt.
3. Verwendung der Katalysatoren gemäß Anspruch 1 zur Isomerisierung von 2,2-Dimethylbutan.
DE19722264621 1971-04-09 1972-04-07 Isomerisierungskatalysator auf der Basis von Metakaolinit und Platin- oder Palladiumkomponenten Expired DE2264621C3 (de)

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IT2296671 1971-04-09

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