DE2264621C3 - Isomerisierungskatalysator auf der Basis von Metakaolinit und Platin- oder Palladiumkomponenten - Google Patents
Isomerisierungskatalysator auf der Basis von Metakaolinit und Platin- oder PalladiumkomponentenInfo
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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
paraffinischen Kohlenwasserstoffen erhöhen. Dadurch kann die Verwendung von Zusatzstoffen, wie etwa 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-Dimethylbutan sehr
hohe Selektivitäten und Umwandlungen. Zwar sind Katalysatoren auf der Basis von Metakaolinit und
Bentonit aus »Chem. Zentralblatt«, 1965, Referat 2169 bekannt, doch wurde der erfindungsgemäße Katalysator
hierdurch nicht nahegelegt.
Die Erfindung betrifft daher einen Katalysator auf der Basis von Metakaolinit und katalytisch aktiven Komponenten,
der dadurch erhalten wird, daß man von löslichen Verunreinigungen befreites Kaolinit mit
Lösungen von Platin- oder Palladiumverbindungen imprägniert, so daß im fertigen Katalysator der Gehalt
dieser Plalihgruppenmetalle in einer Menge zwischen 0,01 und 0,5 Gewichtsprozent vorliegt, und das Kaolinit
durch Erhitzen zwischen 350 und 450° C unter teilweiser
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(NH3J4(OH)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-Dimethylbutan 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
4500C
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 h-1. 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
Anzahl der eingeführten Moleküle
und die Selektivität bedeutet das Verhältnis
Anzahl der Moleküle an gewünschtem Produkt
Anzahl der umgesetzten Moleküle
Anzahl der umgesetzten Moleküle
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
l-k/Kohlenwasserstoff-Verhältnis
erhielt. Der Katalysator wurde dann während 15 Stunden bei einer Temperatur von 4200C 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 2,2-Dimethylbutan untersucht. Man verwendete die folgenden
Reaktionsbedingungen.
kg/cm*
15g
5
15g
5
Reaktionsprodukte
T = 420° C HLSV = 1
2,2-Dimethylbutan
2,3-Dimethylbutan
2-Methylpentan
n-Hexan
2,3-Dimethylbutan
2-Methylpentan
n-Hexan
Umwandlung, %
Selektivität, %
Selektivität, %
91,6 6,8 0,9
8,4 80,9 T= 45O0C
HLSV = 0,5
HLSV = 0,5
83,4
14,6
1,6
16,6
87,9
87,9
T= 42O0C HLSV= 0,5
63.7
24,4
8,2
36,3 87,2
Claims (3)
1. Katalysator auf der Basis 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 4500G 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.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT2296671 | 1971-04-09 | ||
| IT2296671 | 1971-04-09 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2264621A1 DE2264621A1 (de) | 1974-05-22 |
| DE2264621B2 DE2264621B2 (de) | 1976-12-23 |
| DE2264621C3 true DE2264621C3 (de) | 1977-08-04 |
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