DE2356473A1 - PROCESS FOR CONVERSION OF HYDROCARBONS - Google Patents

PROCESS FOR CONVERSION OF HYDROCARBONS

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DE2356473A1
DE2356473A1 DE2356473A DE2356473A DE2356473A1 DE 2356473 A1 DE2356473 A1 DE 2356473A1 DE 2356473 A DE2356473 A DE 2356473A DE 2356473 A DE2356473 A DE 2356473A DE 2356473 A1 DE2356473 A1 DE 2356473A1
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Description

Dr.-Ing. E. BERKENFELD · Dspf.-lng. H. B ER KS N FE LD, Patentanwälte, KölnDr.-Ing. E. BERKENFELD · Dspf.-lng. H. B ER KS N FE LD, patent attorneys, Cologne Anlage . AktenzeichenSystem . File number

zur Eingabe vom 9 ο November 1973 vA/ Name d. Anm. The Lummus Companyfor entry from November 9th 1973 vA / name d. Note: The Lummus Company

Verfahren zum Umwandeln von KohlenwasserstoffenProcess for converting hydrocarbons

Vorliegende Erfindung "betrifft ein verbessertes Verfahren nach Friedel-Crafts zur katalytisehen Umwandlung bzw. Aufarbeitung von Kohlenwasserstoffen unter Anwendung eines ein Edelmetall der Gruppe VIII aufweisenden Katalysators, der auf einem feuerfesten Oxid und einem Aluminiumhalogenid getragen ist, bei- welchem der Aluminiumhalogenidanteil des Katalysators in situ während des Verfahrens gebildet und dann seine Vereinigung mit den anderen Bestandteilen des Katalysators bewirkt wird» Nach diesem Gesichtspunkt betrifft die Erfindung die Verwendung von Katalysatoren der Friedel-Crafts-Art für Verfahren, für welche Katalysatoren bisher nicht verwendet worden sind«.The present invention "relates to an improved method according to Friedel-Crafts for the catalytic conversion or processing of hydrocarbons using a noble metal of Group VIII containing catalyst on a refractory Oxide and an aluminum halide is supported, in which the aluminum halide portion of the catalyst in situ during the Process is formed and then its union with the other components of the catalyst is effected »According to this point of view the invention relates to the use of catalysts the Friedel-Crafts type for processes, for which catalysts have not yet been used «.

Nach der Friedel-Crafts-Reaktion wird die Umwandlung von Kohlenwasserstoff durch die Anwendung eines Katalysators beschleunigt, der ein Aluminiumhalogenid, üblicherweise Aluminiumchlorid oder Aluminiumbromide enthält«, Die ursprünglichen Arbeiten von Frie« del und Crafts bezogen sich auf die Herstellung von Ketonen durch Umsetzung von Benzol mit Acylhalogeniden in Gegenwart von Aluminiumchloride Von 1950 bis 1940, besonders während des Zweiten Weltkrieges, wurden Verfahren dieser Art eingehend erforscht und es waren vorwiegend die großen Erdölgesellschaften, die dieses Verfahren mit dem Katalysatorsystem durchführten. Die Forschung zielte insbesondere auf die Anwendung solcher Verfahren zur Herstellung von Benzin, zur Isomerisation normaler Paraffine zu verzweigtkettigen Paraffinen, sowie zur Alkylierung aromatischer und paraffinischer Verbindungen mit 01efineno In einem geringeren Umfang galt die Arbeit auch anderen Verfahren, zum Beispiel der Isomerisierung von Cycloparaffineno Früher wurde Aluminiumchlorid für die katalytischen Crackverfahren verwendet« Die ursprünglichen Arbeiten während 1930 bis 1940 betrafen die Prüfung von Friedel-Crafts-Katalysatoren, die lediglich Aluminiumhalogenid enthielten; dann wurden getragene Aluminiumhalogenide untersucht«, Die weitere Entwicklung führte zur Erforschung von Katalysatoren,According to the Friedel-Crafts reaction, the conversion of hydrocarbons is accelerated by the use of a catalyst containing an aluminum halide, usually aluminum chloride or aluminum bromide with acyl halides in the presence of aluminum chlorides From 1950 to 1940, especially during the Second World War, processes of this type were extensively researched and it was predominantly the large petroleum companies who carried out this process with the catalyst system. The research aimed in particular to the application of such process for the production of gasoline, normal to the Isomerization paraffins to branched chain paraffins, as well as aromatic alkylation and paraffinic compounds having 01efinen o To a lesser extent was the work to other methods, for example the isomerization of cycloparaffins o Formerly aluminum chloride was used for the catalytic cracking process. «The original work between 1930 and 1940 concerned the testing of Friedel-Crafts catalysts, which only contained aluminum halide; Then supported aluminum halides were investigated «, Further development led to the research of catalysts,

die Aluminiumhalogenide mit freiem Aluminium, Doppelsalze von Aluminiumhalogeniden, Aluminiumhalogenide mit Zusätzen und AIuminiumhalogenid-orgänisehe Komplexe aufwiesen. Einige Patente betreffen lediglich Aluminiumhalogenide oder Mischungen eines Aluminiumhalogenide mit freiem Aluminium, wobei das Aluminiumhalogenid in situ in der Kohlenwasserstoffumwandlungszone durch Umsetzung von metallischem Aluminium und einem Halogen oder Halogenidwasserstoff gebildet wird, der getrennt oder in Mischung mit der Beschickung zugeführt wirde Arbeiten auf diesem Gebiet wurden aber offensichtlich nicht weit geführt, mit der Ausnahme der Alkylierung paraffinischer Kohlenwasserstoffe mit Olefinen» Aus dem größten Teil der Literatur ergibt sich, daß der Alumi— niumhalogenidkatalysator in die Umsetzung eingeführt wurde,, Ein wesentlicher Teil der Literatur, besonders was die Patentliteratur angeht, betrifft Verfahren zur Herstellung von getragenen Aluminiumhalogenidkatalysatoren durch eine verbesserte Imprägnierung, insbesondere durch Sublimierung von Aluminiumhalogeniden in die Poren des Trägers o the aluminum halides with free aluminum, double salts of aluminum halides, aluminum halides with additives and aluminum halide-organic complexes. Some patents relate only aluminum halides or mixtures of aluminum halides with free aluminum, wherein the aluminum halide is formed in situ in the hydrocarbon conversion zone by reaction of metallic aluminum and a halogen or Halogenidwasserstoff, which is supplied separately or in a mixture with the feed e work in this area were but apparently not taken very far, with the exception of the alkylation of paraffinic hydrocarbons with olefins. Most of the literature shows that the aluminum halide catalyst was introduced into the reaction Process for the production of supported aluminum halide catalysts by improved impregnation, in particular by sublimation of aluminum halides into the pores of the support or the like

Im Anschlifi an diese Arbeiten wuchs das Interesse zur Verwendung von mit Edelmetallkatalysatoren der Gruppe VIII mit zugesetztem Halogen für die Umwandlung von Kohlenwasserstoff.As a result of this work, interest in its use grew of Group VIII noble metal catalysts with added halogen for hydrocarbon conversion.

In jüngster Zeit wurden Katalysatoren vorgeschlagen, die ein Edelmetall der Gruppe VIII aufweisen und von Aluminiumoxid getragen sind, das sowohl mit zugesetztem Halogen, wie Halogenwasserstoff, wie auch mit einem Aluminiumhalogenid imprägniert ist. Die Aluminiumhalogenidkomponente wird im allgemeinen in Dampfform in den Katalysator durch Sublimation und Imprägnierung der sublimierten Dämpfe in die Poren des Trägers eingeführt,,Recently, catalysts comprising a Group VIII noble metal supported on alumina have been proposed which is impregnated both with added halogen, such as hydrogen halide, as well as with an aluminum halide. The aluminum halide component is generally in vapor form into the catalyst by sublimation and impregnation of the sublimed vapors introduced into the pores of the support,

Vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Katalysator zu bilden, der ein Edelmetall der Gruppe VIII, einen Träger und ein Aluminiumhalogenid aufweist zum Zweck, Kohlenwasserstoffe umzuwandeln.The present invention is based on the object of an improved Forming a catalyst comprising a Group VIII noble metal, a support and an aluminum halide for the purpose of producing hydrocarbons to convert.

Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen unter AnwendungThe invention is also based on the object of an improved Process for converting hydrocarbons using

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eines solchen Katalysators auszubilden,,to train such a catalyst,

Eine weitere Aufgabe vorliegender Erfindung ist eine verbesserte Methode zur Herstellung eines solchen Katalysators·Another object of the present invention is an improved method for preparing such a catalyst

Die Erfindung betrifft, allgemein gesprochen^ ein Verfahren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffenp bei welchem der Kohlenwasserstoff mit einem ein Edelmetall der Gruppe VIII und ein Aluml= niumhalogenid enthaltenden Katalysator in Berührung gebracht wirdj der auf einem feuerfesten Oxid getragen wird9 wobei der Katalysator in der Kohlenwasserstoffumwandlungszone in situ durch die fortlaufende Berührung des Aluminiums mit einem Halogenierungsmittel zur Bildung des Aluminiumhalogenides hergestellt wird., und bei welchem das so gebildete Aluminiumhalogenid sich mit einem Katalysator vereinigt 3 der ein Edelmetall der Gruppe VIII aufweist und auf einem feuerfesten Oxid getragen iste The invention relates, generally speaking ^ a process for the conversion of hydrocarbons p in which the hydrocarbon with a noble metal of group VIII and a Aluml wirdj brought = niumhalogenid containing catalyst into contact which is carried on a refractory oxide 9 wherein the catalyst in the hydrocarbon conversion zone is prepared in situ by the continued contact of the aluminum with a halogenating agent to form the aluminum halide, and in which the aluminum halide so formed combines with a catalyst 3 comprising a Group VIII noble metal and supported on a refractory oxide e

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur.in situ Bildung eines getragenen Katalysators 9 der ein Edelmetall der Gruppe VIII und ein Aluminiumhalogenid aufweist? bei welchem kontinuierlich zur Herstellung eines Aluminiumhalogenids Aluminium mit einem Halogenierungsmittel in Berührung gebracht und das so her= gestellte Aluminiumhalogenid kontinuierlich einem Katalysatorbett zugesetzt wird, das ein Edelmetall der Gruppe VIII aufweist, das von einem feuerfesten Oxid getragen wirdoThe invention also relates to a method zur.in situ formation of a supported catalyst 9 comprising a noble metal of group VIII and an aluminum halide? in which aluminum halide is continuously brought into contact with a halogenating agent to produce an aluminum halide and the aluminum halide thus produced is continuously added to a catalyst bed comprising a Group VIII noble metal supported on a refractory oxide

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben^ wobei die Figuren folgende Bedeutung habensThe invention is described in more detail below with reference to the drawing where the figures have the following meaning

Figo 1 ist ein Fließbild9 das die erfindungsgemäße Durchführung einer Kohlenwasserstoffumwandlung veranschaulicht5Fig. 1 is a flow sheet 9 illustrating the implementation of a hydrocarbon conversion according to the invention

Fig» 2 ist ein Fließbild, das die Herstellung eines Kraftstoffes für Düsentriebwerke gemäß vorliegender Erfindung veranschaulicht; Fig. 2 is a flow diagram showing the manufacture of a fuel for jet engines according to the present invention;

Figo 3 zeigt die Anordnung der Katalysatorkomponenten in dem Reaktor j, bei-welcher eine Schicht «s?k metallischen Alumi-Fig. 3 shows the arrangement of the catalyst components in the reactor j, in which a layer «s? k metallic aluminum

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niums oben auf einem Festbett liegt, das einen von einem feuerfesten Oxid getragenen Edelmetallkatalysator aufweist; nium is on top of a fixed bed having a noble metal catalyst supported on a refractory oxide;

Fig. 4 veranschaulicht eine andere Anordnung des Katalysators in dem Reaktor, bei welcher das Aluminiummetall mit der getragenen Edelmetallkomponente gemischt ist; undFig. 4 illustrates another arrangement of the catalyst in the reactor in which the aluminum metal with the worn precious metal component is mixed; and

Figo 5 zeigt eine Anordnung des Katalysators g entsprechend Fig. 3, aber bei welcher die Kohlenwasserstoffbeschickung so eingeleitet· wird, daß sie 4 an der Aluminiummetallschicht vorbeigeht.Fig. 5 shows an arrangement of the catalyst g corresponding to FIG. 3, but in which the hydrocarbon feed is so initiated · that they are 4 on the aluminum metal layer passes by.

Die Erfindung kann zur Umwandlung einer Reihe von Kohlenwasserstoffen bzw. für Veredlungsverfahren eingesetzt werden. Beispiele solcher Verfahren sind:The invention can be used to convert a number of hydrocarbons or used for finishing processes. Examples of such procedures are:

Umwandlung normaler Paraffine in Isoparaffine, Alkylierung von Paraffinen mit Olefinen,Conversion of normal paraffins into isoparaffins, Alkylation of paraffins with olefins,

Herstellung von Alkyl-aromatisehen Verbindungen aus aromatischen Verbindungen und Olefinen,Production of alkyl aromatic compounds from aromatic compounds Compounds and olefins,

Isomerisation von alkylaromatisehen Verbindungen, wie XyIolen, Isomerization of alkyl aromatic compounds, such as xylene,

Transalkylierung-Disproportionierung aromatischer Kohlenwasserstoffe, wie die Herstellung von Benzol und Xylolen aus Toluol;Transalkylation-disproportionation of aromatic hydrocarbons, such as the production of benzene and xylenes from toluene;

Herstellung eines Kraftstoffes für Düsentriebwerke durch die Kombination einer Hydrierung und Hydroisomerisierung,Production of a fuel for jet engines through the combination of hydrogenation and hydroisomerization,

Hydrocracken schwerer Kohlenwasserstoffe und Hydrierung von Kohlenwasserstoffen.Hydrocracking of heavy hydrocarbons and hydrogenation of hydrocarbons.

Das Verfahren der Erfindung wird im allgemeinen in der Weise ausgeführt, daß man als Beschickung einen Kohlenwasserstoff und ein Halogenierungsmittel wie ein Wasserstoffhalogenid, ein Halogen oder.eine Mischung dieser in eine Reaktionszone führt, die metallisches Aluminium und ein Katalysatorbett enthält, das einThe process of the invention is generally carried out using as a feed a hydrocarbon and a halogenating agent such as a hydrogen halide, a halogen oder.a mixture of these leads into a reaction zone which contains metallic aluminum and a catalyst bed which is a

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Edelmetall der Gruppe VIII enthält, das von einem feuerfest=feen Oxid getragen ist. Wasserstoff kann auch in die Reaktionszone eingeführt werden, und zwar in beachtlichen Mengen, um an der Hauptumsetzung wie einer Hydrierung teilzunehmen, oder in kleinen Mengen, um erforderlichenfalls die Bildung unerwünschter Nebenprodukte zu verhindern. Das Aluminiummetall wird mit dem Halogenierungsmittel unter Bildung des entsprechenden Aluminiumhalogenids in Berührung gebracht. Das Aluminiumhalogenid vereinigt sich dann fortlaufend physisch mit dem getragenen Edelme— tallkatalysator, um einen getragenen Katalysator zu bilden, der Edelmetall und Aluminiumhalogenid aufweist. Diese in der Reaktionszone in situ erfolgende Bildung der Aluminiumhalogenidkomponente ergibt eine konstante Zufuhr frisch gebildeten Aluminiumhalogenidkatalysators, ββ· die so ermöglicht, daß die Umsetzung während eines beachtlichen Zeitraumes mit einer praktisch gleichförmigen Geschwindigkeit verläuft.Precious metal of group VIII contains that of a refractory = fairies Oxide is worn. Hydrogen can also be introduced into the reaction zone, in considerable amounts, in order to Take part in the main reaction, such as a hydrogenation, or in small quantities to prevent the formation of undesired by-products if necessary to prevent. The aluminum metal reacts with the halogenating agent to form the corresponding aluminum halide brought into contact. The aluminum halide then continuously combines physically with the precious metal being worn. tall catalyst to form a supported catalyst comprising noble metal and aluminum halide. This in the reaction zone in situ formation of the aluminum halide component results in a constant supply of freshly formed aluminum halide catalyst, ββ · which allows the implementation for a considerable period of time with a practically uniform Speed runs.

Fig. 1 zeigt ein allgemeines Fließbild zur Ausführung verschiedener Verfahren mit Ausnahme der Herstellung von Kraftstoff für Düsentriebwerke, für dessen Herstellung das in Fig. 2 veranschaulichte Verfahren bevorzugt ist. Die Kohlenwasserstoffbeschickung wird durch die Leitung 1 zugeführt. Flüssiger Umlauf kann durch die Leitung 8 zugesetzt werden, und dieser Flüssigkeitsstrom einschließlich eines Rücklaufes wird in den Reaktor 10 durch die Leitung 3 geführt. Ein Halogenierungsmittel, zum Beispiel ein Hydrogenhalogenid wie Hydrogenchlorid wird entweder der Beschickung in Leitung 2 zugegeben oder getrennt in den Reaktor durch die Leitung 4 - siehe Fig. 5 - zugeleitet. Wasserstoff kann, wenn für das Verfahren erforderlich, in den Reaktor entweder durch die Leitung 5 oder 5A zugegeben werden. Der als Verfahrensprodukt anfallende^ Kohlenwassexä»ff twird,, aus dem unteren Teil des Reaktors durch die Leitung 6 abgezogen und vorzugsweise in einem Wärmeaustauscher 12 gekühlt; überschüssiges Halogenierungsmittel kann in dem Wäscher 14 durch Alkali entfernt werden. Die Reaktionsprodukte werden durch die Leitung 7 abgenommen und zu einer in der Zeichnung nicht dargestellten Fraktionierungsvorrichtung geschickt. Nicht umgesetzte oder teilweise umgesetzte Kohlenwasserstoffe können von den Verfahrensproduk-1 shows a general flow diagram for carrying out various processes with the exception of the production of fuel for jet engines, for the production of which the process illustrated in FIG. 2 is preferred. The hydrocarbon feed is fed through line 1. Liquid recycle can be added through line 8 and this liquid stream including a reflux is passed into reactor 10 through line 3. A halogenating agent, for example a hydrogen halide such as hydrogen chloride, is either added to the feed in line 2 or separately fed into the reactor through line 4 - see FIG. 5. Hydrogen can be added to the reactor through either line 5 or 5A if required by the process. The resulting as the process product ^ Kohlenwassexä "ff t ,, is withdrawn from the lower part of the reactor through line 6 and preferably cooled in a heat exchanger 12; Excess halogenating agent can be removed in the scrubber 14 by alkali. The reaction products are removed through line 7 and sent to a fractionation device not shown in the drawing. Unreacted or partially reacted hydrocarbons can be released from the process product

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ten abgetrennt und durch Leitung 8 zur Vereinigung mit der für den Reaktor 10 bestimmten Beschickung zurückgeleite-t werden.th separated and through line 8 to merge with the for fed back to the reactor 10.

Fig. 3 der Zeichnung zeigt die Anordnung der Katalysatorbestandteile innerhalb des Reaktors. Die durch Leitung 3 züge führte ja,· Kohlenwasserstoff und Halogenierungsmittel aufweisendes. Beschikkung tritt in den Kopf des Reaktors durch den Einlaß 36 ein und strömt durch den Gasverteiler 30 in eine Schicht von zweckmäßigerweise in Form von Pellets vorliegendem Aluminiummetall 32. Das in der Beschickung enthaltene Halogenierungsmittel reagiert mit dem Aluminiummetall unter Bildung von Aluminiumhalogenid, das mit der Beschickung nach abwärts in das Festbett 34 strömt, das ein Edelmetall der Gruppe VIII, wie Platin, als Katalysator enthält, der von einem feuerfesten Oxid wie Aluminiumoxid getragen ist. Der Kohlenwasserstoff reagiert dann mit dem getragenen Aluminium-Halogenid—Edelmetall-Katalysator .unter Bildung der gewünschten Produkte, die durch Leitung 6 abgezogen werden können. Wenn Wasserstoff verwendet' wird, kann dieser entweder gleich mit der Beschickung durch Leitung 5 odera? durch Leitung 5k im Gegenstrom zu der Beschickung in den Reaktor geleitet werden. Überschüssiger Wasserstoff wird durch Leitung 9 entfernt, die auch zur Ableitung anderer gasförmiger Substanzen aus dem Reaktor dienen kann.Fig. 3 of the drawing shows the arrangement of the catalyst components within the reactor. The trains through line 3 led, yes, · containing hydrocarbons and halogenating agents. Feed enters the top of the reactor through inlet 36 and flows through gas distributor 30 into a layer of aluminum metal 32, conveniently in the form of pellets. The halogenating agent contained in the feed reacts with the aluminum metal to form aluminum halide, which with the feed flows downwardly into packed bed 34 which contains a Group VIII noble metal such as platinum as a catalyst supported on a refractory oxide such as alumina. The hydrocarbon then reacts with the supported aluminum halide noble metal catalyst to form the desired products which can be withdrawn through line 6. If hydrogen is used, this can either be added to the feed through line 5 or a? are passed through line 5k in countercurrent to the feed to the reactor. Excess hydrogen is removed through line 9, which can also serve to discharge other gaseous substances from the reactor.

Fig. 4 veranschaulicht eine andere erfindungsgemäße Anordnung eines Katalysatorsystems, bei welchem kein besonderes Aluminiummetallbett 32 vorliegt, sondern die Aluminiumpellets in dem Festbett des getragenen Edelmetallkatalysators verteilt sind. Das in dem Bett gebildete Aluminiumhaüqgenid mischt sich fortlaufend in das Katalysatorsystem ein. Es wurde gefunden, daß in einigen Fällen das in Fig. 4 veranschaulichte System dem der Figur 3 zu bevorzugen ist, da es zu einer geringeren Crackung neigt, die von der unmittelbaren Berührung einiger Beschickungen mit reinen Aluminiumhalogenid herrühren können, bevor die Beschikkung das Festbett 34 des Katalysators erreicht.Figure 4 illustrates another arrangement of a catalyst system in accordance with the present invention in which no particular aluminum metal bed is present 32 is present, but the aluminum pellets are distributed in the fixed bed of the supported noble metal catalyst. The aluminum cladding formed in the bed continues to mix into the catalyst system. It has been found that in some cases the system illustrated in FIG 3 is preferred as it tends to have less cracking that comes from some of the feeds in direct contact with it may come from pure aluminum halide before the feed reaches the fixed bed 34 of the catalyst.

Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform für bestimmte Verfahren, bei welchen die Crackung noch weiter verringert ist. Ge-Fig. 5 shows a preferred embodiment for certain methods, in which the cracking is even further reduced. Ge

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maß dieser Figur tritt die Kohlenwasserstoffbeschickung durch einen Einlaß 40 -in einen im oberen Teil des Reaktors gelegenen Raum 42 ein. Die Aluminiumschient 32 ist durch eine Platte abgedeckt,- die Durchgänge 44 hat, die durch die Aluminiumschicht in das Festbett 34 des Edelmetall-Aluminiumoxid-Katalysators hineinreichen. Die Kohlehwasserstoffbeschickung wird durch die Führungen 44 in das Festbett 34 geleitet und umgehen die Aluminiumschicht 32. Bei dieser Ausführung der' Erfindung wird das Halogenierung smittel nicht mit d.er Beschickung vor dem Eintritt in den Reaktor gemischt, sondern aus der Leitung 4 durch den Einlaß 45 unmittelbar in die Schicht~ 32 des Aluminiummetalls geleitet; das Halogenierungsmittel fließt in dem Festbett 34 des getragenen Edelmetallkata^sators nach abwärts und mischt sich mit diesem. Auf diese Weise kommt die Kohlenwasserstoffbeschickung nicht in Berührung mit frisch gebildetem Aluminiumhalogenid.According to this figure, the hydrocarbon feed passes through an inlet 40 -in one located in the upper part of the reactor Room 42 a. The aluminum rail 32 is covered by a plate, has the passages 44 which extend through the aluminum layer into the fixed bed 34 of the noble metal-alumina catalyst. The hydrocarbon feed is directed into fixed bed 34 through guides 44 and bypasses the aluminum layer 32. In this embodiment of the invention, the halogenating agent is not mixed with the charge prior to entering the Reactor mixed, but passed from line 4 through inlet 45 directly into layer 32 of the aluminum metal; the Halogenating agent flows downwardly in the fixed bed 34 of the supported noble metal catalyst and mixes with it. In this way the hydrocarbon feed does not come into contact with freshly formed aluminum halide.

Das während des Verlaufes des Verfahrens gebildete Aluminiumhalogenid kann irgendein Aluminiumhalogenid sein, das als Friedel-Crafts-Katalysator geeignet ist, wie Aluminiumchlorid, Aluminiumbromid und gemischte Chloride-Fluoride und andere gemischte Halogenide von Aluminium. Aluminiumchlorid ist die bevorzugte Verbindung. Das.Aluminiummetall kann in irgendeiner geeigneten Form verwendet werden, zum Beispiel als Pulver, Pellets oder Granulat; es wird im allgemeinen in einer Menge, bezogen auf die gesamte Katalysatorbeschickung, von 1 bis 5 Gew.-% verwendet.The aluminum halide formed during the course of the process can be any aluminum halide used as Friedel-Crafts catalyst is suitable, such as aluminum chloride, aluminum bromide and mixed chloride-fluorides and other mixed halides of aluminum. Aluminum chloride is the preferred compound. The aluminum metal can be in any suitable form can be used, for example, as powder, pellets or granules; it is generally used in an amount based on the total Catalyst charge, from 1 to 5 weight percent used.

Das Aluminiumhalogenid wird gebildet durch Umsetzung des Aluminiums mit einem Halogenierungsmittel, das ein Hydrogenhalogenid, ein freies Halogen oder eine Mischung dieser sein kann. Besonders geeignet sind Hydrogenchlorid, Hydrogenbromid, Chlor, Brom (in dampfförmigem Zustand) und Mischungen von Hydrogenchlorid mit Chlor und Hydrogenbromid mit Brom. Die bevorzugten Halogenierungsmittel sind die Hydrogenhalogenide, besonders Hydrogenchlorid. Die Verwendung eines Hydrogenhalogenides hat im Vergleich . zu einem freien Halogen mindestens zwei Vorteile. Durch die Umsetzung des Hydrogenhalogenides mit dem Aluminium wird Wasserstoff gebildet, der als ein Reaktant, zum Beispiel, für die Herstellung von Kraftstoff für Düsentriebwerke oder zur Verhinde-The aluminum halide is formed by reacting the aluminum with a halogenating agent which can be a hydrogen halide, a free halogen, or a mixture of these. Particularly Hydrogen chloride, hydrogen bromide, chlorine, bromine (in the vaporous state) and mixtures of hydrogen chloride with are suitable Chlorine and hydrogen bromide with bromine. The preferred halogenating agents are the hydrogen halides, especially hydrogen chloride. The use of a hydrogen halide has in comparison. at least two advantages over a free halogen. By implementing of the hydrogen halide with the aluminum is formed hydrogen, which is used as a reactant, for example, for the production of fuel for jet engines or to prevent

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rung der Bildung unerwünschter Nebenprodukte dienen kann. Zweitens braucht der Katalysatorträger nicht mit Halogen imprägniert zu sein, wie das üblicherweise geschieht, da jeder für die Umsetzung mit dem Aluminium nicht erforderliche Überschuß an Hydrogenhalogenid als Ersatz für die Imprägnierung dient, wodurch die Katalysatorwirksamkeit für viele Verfahren gefördert werden kann. Das Halogenierungsmittel wird dem System zugesetzt, da es notwendig ist, um die Katalysatorwirksamkeit aufrecht zu erhalten, und es ist im allgemeinen in dem ppm-Bereich, bezogen auf die frische Beschickung, erforderlich.tion of the formation of undesired by-products can serve. Secondly the catalyst support does not need to be impregnated with halogen, as is usually done, since everyone is responsible for the reaction with the aluminum unnecessary excess of hydrogen halide serves as a substitute for the impregnation, whereby the catalyst efficiency can be promoted for many processes. The halogenating agent is added to the system as it is necessary to maintain catalyst efficiency and it is generally in the ppm range based on fresh loading, required.

Als Edelmetallkomponente des Katalysators der Gruppe VIII, das heißt der Platingruppe, kommen Platin, Palladium, Ruthenium, Rhodium, Osmium und Iridium in Frage. Platin und Palladium sind die bevorzugten Metalle. Das feuerfeste Oxid ist ein Feststoff und kann aus mehreren, verschiedenen Oxiden bestehen, die nicht notwendigerweise äquivalente Träger sind. Zu den geeigneten feuerfesten Oxiden gefroren verschiedene Substanzen, wie AluminiumcH&xid, Titanoxid, Zirkonoxid, Chromoxid, Zinkoxid, Siliciumoxid-Aluminiumoxid, Chromoxid-Aluminiumoxid, Aluminiumoxid-Boroxid, Siliciumoxid-Zirkonoxid und verschiedene andere natürlich vorkommende feuerfeste Oxide wie Bauxit.The noble metal components of the group VIII catalyst, i.e. the platinum group, include platinum, palladium, ruthenium, Rhodium, osmium and iridium in question. Platinum and palladium are the preferred metals. The refractory oxide is a solid and may consist of several different oxides that are not necessarily equivalent carriers. To the appropriate refractory oxides frozen various substances, such as aluminum H & xide, Titanium oxide, zirconium oxide, chromium oxide, zinc oxide, silicon oxide-aluminum oxide, Chromia-alumina, alumina-boron oxide, silica-zirconia and various others of course occurring refractory oxides such as bauxite.

Das Edelmetall der Gruppe VIII wird dem Träger auf irgendeine geeignete bekannte Art und Weise einverleibt; im vorliegenden Fall ist der Katalysator in dem elementaren Zustand.The Group VIII noble metal is incorporated into the carrier in any suitable known manner; in the present Case the catalyst is in the elemental state.

Das bevorzugte Katalysatorsystem zur Verwendung im erfindungsgemäßen Verfahren weist Platin.getragen auf Aluminiumoxid, auf, dem Aluminiumchlorid zugesetzt wird, -eer in situ durch die Umsetzung von Aluminium mit Wasserstoffchlorid gebildet wird.The preferred catalyst system for use in the invention Process has platinum, supported on aluminum oxide, the aluminum chloride is added, -eer in situ by the reaction is formed by aluminum with hydrogen chloride.

Die in situ erfolgende Bildung von Aluminiumhalogenid ist vorteilhaft 4« zur Durchführung einer Reihe von Kohlenwasserstoff umwandlungsverfahren, wie bereits oben angegeben. Im folgenden sind einige Verfahren beschrieben, für welche die Erfindung an gewendet werden kann.The in situ formation of aluminum halide is advantageous 4 «to carry a number of hydrocarbon conversion process, as already indicated above. In the following some methods are described for which the invention applies can be turned.

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Isomerisation von η-Paraffinen - Isomerization of η-paraffins -

Die Erfindung ist brauchbar zur Isomerisation normaler C, - Cg oder höherer Paraffine zu den entsprechend verzweigtkettigen Paraffinen zum Beispiel für die Umwandlung von Butan zu Isobutan, von n-Pentan =fe zu Isopentan oder Neopentan und von η-Hexan zu verschiedenen Isohexanen, wie Methylpentanen und/oder Dimethylbutanen. Das Verfahrensprodukt ist ein Gleichgewichtsgemisch aus normalen und verzweigtkettigen Paraffinen. Bei einem gemäß Fig. 4 durchgeführten Verfahren ergibt sich eine beachtliche Verringerung/von Nebenprodukten, die/durch -ee die liehe Berührung der Kohlenwasserstoffbeschickung mit der Aluminiumpellets 32 Schicht gemäß Fig.'3 erfolgt. Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem Schema der Figur 5 führt zu einer noch größeren Abnahme der durch Crackung entstehenden Nebenprodukte, da sich kein Aluminiumhalogenid frisch bildet, das unmittelbar nach der Bildung mit dem Kohlenwasserstoff in Berührung kommt, während etwas Aluminiumhalogenid bei den Ausführungen des Verfahrens gemäß den Figuren 3 oder 4 vorliegen kann»The invention is useful for isomerizing normal C, -Cg or higher paraffins to the corresponding branched-chain paraffins for example for the conversion of butane to isobutane, of n-pentane = fe to isopentane or neopentane and of η-hexane to various isohexanes, such as methylpentanes and / or dimethylbutanes. The process product is an equilibrium mixture normal and branched chain paraffins. In the case of a method carried out according to FIG. 4, there is a considerable reduction / of By-products that / by -ee the borrowed The hydrocarbon feed comes into contact with the aluminum pellets 32 layer as shown in FIG. The implementation of the Process according to the invention according to the scheme in FIG. 5 leads to an even greater decrease in the cracking produced By-products, since no aluminum halide is freshly formed, which immediately after formation with the hydrocarbon in Contact comes while some aluminum halide is present in the embodiments of the method according to FIGS. 3 or 4 can"

Diese Isomerisationen können in Gegenwart von Wasserstoff durchgeführt v/erden und so sowohl eine Crackung als auch die Bildung von unerwünschten Nebenprodukten verringert werden. Der Wasserstoff wird vorzugsweise/mit der Beschickung zugeführt, aber er kann auch im Gegenstrom in den unteren Teil des Reaktors eingeleitet werden. . . ·These isomerizations can be carried out in the presence of hydrogen v / ground and so both cracking and the formation of undesirable by-products are reduced. The hydrogen is preferably fed / with the feed, but it can also be fed countercurrently into the lower part of the reactor will. . . ·

Diese Isomerisationsreaktionen werden im allgemeinen bei Temperaturen von etwa 38° C bis etwa 232° C, vorzugsweise zwischen etwa 65j5° und 121° C, durchgeführt, und zwar bei Drücken im Bereich von etwa 14,0 kg/cm bis etwa 70,0 kg/cm . Die Anwendung einer reinen Beschickung, die lediglich ein Paraffin enthält, ist nicht erforderlichj das Verfahren kann auch zur Isomerisation der in einer Mischbeschickung vorliegenden Paraffine durchgeführt werden.These isomerization reactions are generally carried out at temperatures from about 38 ° C to about 232 ° C, preferably between about 65j5 ° and 121 ° C, at pressures in the range from about 14.0 kg / cm to about 70.0 kg / cm. The application a pure feed which contains only a paraffin is not necessary, the process can also be used for isomerization of the paraffins present in a mixed feed.

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Isomerisation von Cp AromatenIsomerization of Cp aromatics

Das Verfahren vorliegender Erfindung kann auch zur Herstellung von Gleichgev/ichtsgemischen von Xylolen aus m-Xylol enthaltenden Beschickungen oder aus einer nicht im Gleichgewicht stehenden Mischung von isomeren. Xylolen dienen, die einen geringen Gehalt an einem gewünschten Isomer haben. Das Verfahren der Erfindung kann insbesondere auch dazu dienen, aus reinem m-Xylol oder aus einer nicht im Gleichgewicht stehenden Mischung isomerer Xylole, die einen niedrigen Gehalt an der gewünschten Form haben, «a Mischungen aus Xylolen mit einem hohen Gehalt an der o- oder p-Form herzustellen.The process of the present invention can also be used for the preparation of equal weight mixtures of xylenes from m-xylene containing Feeds or from a non-equilibrium mixture of isomers. Xylenes, which are low in a desired isomer, serve. The method of the invention can in particular also serve to produce pure m-xylene or a non-equilibrium mixture of isomeric xylenes, which have a low content of the desired form, «a mixtures of xylenes with a high content of the o- or p-shape.

Ein solches Verfahren wird im allgemeinen bei einer Temperatur im Bereich von etwa 121° bis etwa 353° C und bei Drücken im Be-Such a process is generally carried out at one temperature in the range from about 121 ° to about 353 ° C and at pressures in the

p Οp Ο

reich von etwa 7,0 kg/cm bis etwa 46,0 kg/cm durchgeführt. Das Vorliegen von Wasserstoff ist für dieses Verfahren nicht erforderlich, da unter diesen Bedingungen eine geringe oder überhaupt keine Crackung eintritt. Aus demselben Grunde kann auch irgendeine der in den Figuren 3 bis 5 veranschaulichte Verfahrensform gewählt werden.ranging from about 7.0 kg / cm to about 46.0 kg / cm. The presence of hydrogen is not required for this process, since under these conditions a low or no cracking occurs at all. For the same reason, any of those illustrated in FIGS. 3 to 5 can also be used Procedure form can be selected.

Alkylierung von Paraffinen und Aromaten mit OlefinenAlkylation of paraffins and aromatics with olefins

Das Verfahren der Erfindung ist auch brauchbar zur Herstellung von langkettigen paraffinischen Verbindungen durch Alkylierung eines Isoparaffins, wie von Isobutan, mit einem Olefin, wie A'thylen, Propylen oder Butylen. Das zu verwendende Olefin kann eine der oben genannten Verbindungen in reiner Form sein, oder aber auch als Mischung solcher Olefine vorliegen, oder eine Mischung solcher Olefine mit dem gesättigten Isomeren. Außerdem können längerkettige Olefine oder Paraffine,wie dies für übliche Alkylierungsverfahren der Fall ist, verweabdet werden. Derartige Verfahren werden bei Temperaturen im Bereich von etwa 38° bis etwa 232° C, vorzugsweise im Bereich von 6^6° bis etwa 149° C, durchgeführt.The method of the invention is also useful for manufacture of long chain paraffinic compounds by alkylating an isoparaffin such as isobutane with an olefin such as Ethylene, propylene or butylene. The olefin to be used can be one of the abovementioned compounds in pure form, or but also exist as a mixture of such olefins, or a mixture of such olefins with the saturated isomer. aside from that can use longer-chain olefins or paraffins, as is common practice Alkylation process is the case. Such Processes are carried out at temperatures in the range from about 38 ° to about 232 ° C., preferably in the range from 6 ° to about 149 ° C.

Das Verfahren kann auch zur Herstellung von linearen Alkylben-The process can also be used for the production of linear alkylben-

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zolen dienen,, bei welchen die Alkyiseitenkette 2 bis 16 oder mehr Kohlenstoffatome enthält, wie auch zur Herstellung von Alkylnqtithalinen oder anderen alkylaromatischen Verbindungen. Außerdem können aromatische Verbindungen^ die Substituenten wie Hydroxy, Amino, Nitro,' Halogen etc an dem aromatischen Ring enthalten, alkyliert werden,■um zum Beispiel Alkylphenole herzustellen. Für diese Alkylierungsreaktionen ist Wasserstoff im allgemeinen nicht erforderlich«zolen serve, in which the alkyl side chain 2 to 16 or contains more carbon atoms, as well as for the production of Alkylnqtithalinen or other alkyl aromatic compounds. aside from that can aromatic compounds ^ the substituents such as hydroxy, amino, nitro, 'halogen etc on the aromatic ring contain, be alkylated, ■ to produce, for example, alkylphenols. Hydrogen is generally not required for these alkylation reactions «

Herstellung von Kraftstoff, für Düsentriebwerke aus Kerosinfraktionen . . " Production of fuel for jet engines from kerosene fractions. . "

Eine wichtige neue Anwendung des Verfahrens vorliegender Erfindung liegt in der■Herstellung von Kraftstoff für DUsentriebwerke hoher Qualität aus einer Kerosinfraktion und auch solcher Kraftstoffe, die für übliche oder Überschallflugzeuge verwendet werden» Die heute gültigen Spezifikationen für Kraftstoff für Düsengetriebe im Überschallflugzeug fordern einen Grefirierpunkt von weniger als unterhalb -49° C? eine Luminometerzahl (ASTM Designation D-1322-54T) von wenigstens 79 oder einen "smoke point" von mindestens 35. Für solche Kraftstoffe ist auch ein niedriger Gehalt an Aromaten, vorzugsweise von weniger als 190 Vol,~%, erforderlich. Diese Kraftstoffe erfordern ferner eine hohe thermische Stabilität und einen hohen Kalorienwert& Wenige Kerosinfraktiönen sind für normale Kraftstoffe für Düsentriebwerke ohne weitere Behandlung geeignet? die meisten müssen-\erbessert werden. Verschiedene Verfahren sind entwickelt worden, um aus Kerosinfraktionen durch Isomerisation und/oder Hydrierung und/oder Hydrocracken Kraftstoffe für Düsentriebwerke herzustellen* Aus dem US-Patent 3.420.769 ist zum Beispiel ein Zwei-Stufen-Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffes für Düsentriebwerke für Überschallflugzeuge durch Isomerisation und eine nachfolgende Hydrierung eines Petroleumdestillates bekannt.An important new application of the method of the present invention lies in the ■ production of high quality fuel for DUsentriebwerke from a kerosene fraction and also those fuels that are used for conventional or supersonic aircraft »The current specifications for fuel for jet gears in supersonic aircraft require a gripping point of less than below -49 ° C ? a Luminometerzahl (ASTM Designation D-1322-54T) of at least 79 or a "smoke point" of at least 35. For such fuels is also a low content of aromatics, preferably less than 1 9 0 v, ~%, is required. These fuels also require high thermal stability and a high caloric value & few kerosene fractions are suitable for normal fuels for jet engines without further treatment? most of them need \ to be improved. Various processes have been developed to produce fuel for jet engines from kerosene fractions by isomerization and / or hydrogenation and / or hydrocracking Isomerization and a subsequent hydrogenation of a petroleum distillate are known.

Es wurde gefunden, daß nach dem Verfahren vorliegender Erfindung dadurch, daß ein Katalysator verwendet wird, der ein von einem feuerfesten Oxid getragenes Edelmetall und ein Aluminiumhalogenid aufweist, wobei das Aluminiumhalogenid in situ gebildet wird,It has been found that according to the method of the present invention by using a catalyst which is one of a refractory oxide comprises noble metal carried and an aluminum halide, the aluminum halide being formed in situ,

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Kraftstoffe für Düsentriebwerke, auch solche zur Verwendung in Überschallflugzeugen, aus einer Petroleumfraktion oder Mischungen von Kohlenwasserstoffen, die in dem Kerosinbereich sieden, nach einem Einstufenverfahren hergestellt werden können,, das die Hydroisomerisation und Hydrierung kombiniert.Fuels for jet engines, including those for use in supersonic aircraft, made from a petroleum fraction or mixtures of hydrocarbons that boil in the kerosene range, can be prepared by a one-step process that combines hydroisomerization and hydrogenation.

Unter der Bezeichnung "Kerosinfraktion" wird eine bis zu 288° C als Endpunkt siedende Kohlenwasserstofffraktion mit einem Anfangssiedepunkt verstanden, der ausreichend hoch ist, um einen Flammpunkt von wenigstens 37,8° C zu ergeben. Diese Fraktion kann ein unmittelbar abdestilliertes Fe^öldestillat sein oder durch eine geeignete Kohlenwasserstoffumwandlung wie Hydrocracken, katalytisches Cracken, }&.tfßre'6'>?onaaeru.r>£ der Viskosität oder dergleichen erhalten worden sein. Die Kerosinfraktion . muß praktisch in allen Fällen vor der Behandlung entschwefelt sein, da Schwefel mit dem Aluminiumhalogenidteil des Katalysators reagiert und diesen zerstört.The term “kerosene fraction” is understood to mean a hydrocarbon fraction boiling up to 288 ° C as the end point with an initial boiling point which is sufficiently high to result in a flash point of at least 37.8 ° C. This fraction may or? Onaaeru.r by a suitable hydrocarbon conversion such as hydrocracking, catalytic cracking,} &. TFSS E'6 r '> an immediately distilled from Fe ^ oil distillate> the viscosity or the like have been obtained £. The kerosene fraction. must be desulphurized before treatment in practically all cases, since sulfur reacts with the aluminum halide part of the catalyst and destroys it.

Fig. 2 zeigt ein dem Fließbild der Figur 1 gleiches Fließbild, das jedoch für die Herstellung von Kraftstoff für Düsentriebwerke abgewandelt ist. In der Leitung 1 wird eine Kohlenwasserstoffbeschickung mit einem Rücklauf aus der Leitung 8 gemischt und die vereinigten Ströme fließen durch die Leitung 3 in den Reaktor 10. Je nach der Herkunft der Beschickung kann ein Vorwärmen des vereinigten Stromes in Leitung 3 erforderlich sein, um diesen auf die Reaktionstemperatur von 121,1° bis 232° C, vorzugsweise 149 bis 204° C, zu bringen, was zweckmäßigerweise durch . den Wäremaustauscher 12 durch Wärmeaustausch mit Verfahrensprodukten oder auch in irgendeiner anderen erwünschten Weise erfolgen kann. Ein Halogenierungsmittel, wie Hydrogenhalogenid, wird vorzugsweise mit der Beschickung in der Leitung 2 nach dem Vorherhitzen gemischt oder gegebenenfalls getrennt in den Reaktor durch Leitung 4 eingeführt. Der die Beschickung, den Rücklauf und in den meisten Fällen das Halogenierungsmittel enthaltende Strom wird in den Kopf des Reaktors 10 eingeführt.FIG. 2 shows a flow diagram similar to the flow diagram in FIG. 1, but for the production of fuel for jet engines is modified. In line 1 there is a hydrocarbon feed mixed with a reflux from line 8 and the combined streams flow through line 3 into the reactor 10. Depending on the origin of the load, preheating can be carried out of the combined stream in line 3 may be required to bring this to the reaction temperature of 121.1 ° to 232 ° C., preferably 149 to 204 ° C, bring what is expedient by. the heat exchanger 12 by heat exchange with process products or in any other desired manner. A halogenating agent, such as hydrogen halide, is preferably mixed with the feed in line 2 after preheating or optionally separately into the reactor introduced through line 4. That containing the feed, the reflux and in most cases the halogenating agent Electricity is introduced into the top of the reactor 10.

Im Reaktor werden normale Paraffine unter einem Wasserstoffdruck zu Isoparaffinen isomerisiert, und ungesättigte Verbindungen,In the reactor normal paraffins are isomerized to isoparaffins under a hydrogen pressure, and unsaturated compounds,

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zum Beispiel aromatische und olefinische, werden zu den entsprechenden gesättigten Verbindungen, nämlich Naphthalinen und Paraffinen, insbesondere Isoparaffinen, hydriert. Im Vergleich zu den meisten anderen vorstehend besprochenen Verfahren erfordert das zur Herstellung von Kraftstoff für Düsentriebwerke verwendete Verfahren beachtliche Mengen an Wasserstoff. Selbst wenn ein Hydrogenhalogenid als Halogenierungsmittel verwendet wird, reicht der durch die Umsetzung zwischen dem Hydrogenhalogenid und Aluminium entwickelte Wasserstoff nicht aus, um eine Hydrierung bis zu dem gewünschten Grad zu erzielen. Infolgedessen muß zusätzlicher Wasserstoff zugeführt werden, was vorzugsweise in den unteren Teil des Reaktors durch die Leitung 5A erfolgt, der dann im Gegenstrom mit dem Kohlenwasserstoff strömt und mit diesem in Berührung kommt.for example aromatic and olefinic, become the corresponding saturated compounds, namely naphthalenes and paraffins, especially isoparaffins, hydrogenated. Compared to most of the other processes discussed above require that used to make fuel for jet engines Process considerable amounts of hydrogen. Even when a hydrogen halide is used as a halogenating agent, the hydrogen evolved by the reaction between the hydrogen halide and aluminum is not sufficient for hydrogenation to achieve the desired degree. As a result, additional hydrogen must be supplied, which is preferred takes place in the lower part of the reactor through line 5A, which then flows in countercurrent with the hydrocarbon and with this comes into contact.

Flüssige Produkte werden aus dem unteren Teil des Reaktors durch die Leitung 6 entnommen und im Wärmeaustauscher 12 gekühlt. Wie oben angegeben, kann der Wärmeaustauscher auch zur Vorwärmung der für den Reaktor bestimmten Beschickung dienen.Liquid products are withdrawn from the lower part of the reactor through line 6 and cooled in heat exchanger 12. As indicated above, the heat exchanger can also be used to preheat the feed intended for the reactor.

Gasförmige Produkte, einschließlich verdampfter Kohlenwasserstoffe, überschüssiger Wasserstoff und Halogenierungsmittel werden von einem oberen Teil des Reaktors durch Leitung 9 abgeführt, im Wärmeaustauscher 16 gekühlt und im Abscheider 18 in ein flüssiges, Kohlenwasserstoffe enthaltendes Produkt und in ein gasförmiges Produkt getrennt, das hauptsächlich Wasserstoff und Halogenierungsmittel enthält. Das flüssige Produkt wird durch Leitung 8 zu der Reaktorbeschickung im Kreislauf zurückgeführt. Die gasförmigen Produkte werden durch die Leitung 10 zu einem Wäscher 20 geleitet und dann durch die Leitung 13 in die Atmosphäre geleitet und/oder durch die Leitung 11 als AbfallGaseous products, including vaporized hydrocarbons, Excess hydrogen and halogenating agent are removed from an upper part of the reactor through line 9, cooled in the heat exchanger 16 and in the separator 18 in a liquid, hydrocarbon-containing product and in separated a gaseous product mainly containing hydrogen and halogenating agents. The liquid product will recycled through line 8 to the reactor feed. The gaseous products are through line 10 to a scrubber 20 and then passed through line 13 into the atmosphere and / or through line 11 as waste

entnommen,,taken from ,,

Es ist ein weiterer Vorteil des Verfahrens vorliegender Erfindung, daß diese unter verhältnismäßig milden Bedingungen hinsichtlich Temperatur und Druck durchgeführt werden kann. Die Einlaßtemperatur liegt zwischen etwa 121° und etwa 204°, vorzugsweise zwischen etwa 149° und etwa 204° C. Die Temperatur imIt is a further advantage of the method of the present invention that this can be carried out under relatively mild conditions in terms of temperature and pressure. the Inlet temperature is between about 121 ° and about 204 °, preferably between about 149 ° and about 204 ° C. The temperature in the

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Reaktor schwankt zwischen etwa 121° und etwa 316° C, vorzugsweise zwischen etwa 177° und etwa 260° C; der Druck liegt im Bereich von etwa 21,1 bis 84,4 kg/cm , vorzugsweise zwischen etwa 28,0 bis 70,0 kg/cm2. Eine beträchtliche Kühlwirkung und eine, sich hieraus ergebende Temperatursteuerung wird durch Ableitung der Reaktionswärme durch eine beachtliche Erwärmung sowohl der Flüssigkeiten als auch der Gase in dem Reaktor und durch eine Verdampfung von Flüssigkeit, schließlich auch durch die Einleitung von "kaltem" Wasserstoff ohne Vorwärmung in den Reaktor erreicht. Das Verhältnis des Rücklaufs zur frischen Beschickung beträgt etwa 0,05 fei» 1,00, vorzugsweise 0,10 fei¥ 0,50.Reactor fluctuates between about 121 ° and about 316 ° C, preferably between about 177 ° and about 260 ° C; the pressure is in the range from about 21.1 to 84.4 kg / cm 2 , preferably between about 28.0 to 70.0 kg / cm 2. A considerable cooling effect and a temperature control resulting therefrom is achieved by dissipating the heat of reaction by considerable heating of both the liquids and the gases in the reactor and by evaporation of liquid, finally also by the introduction of "cold" hydrogen without preheating into the Reached the reactor. The ratio of the reflux to the fresh charge is about 0.05 fei »1.00, preferably 0.10 fei ¥ 0.50.

Wenn das Verfahren vorliegender Erfindung zur Herstellung von Kraftstoff für Düsentriebwerke eingesetzt wird, ist es nicht nachteilig, das in Fig. 3 dargestellte Reaktor-Katalysator-System zu benutzen, bei welchem die Beschickung frisch gebildetes Aluminiumhalogenid berührt. Jede aufgrund dieser Berührung stattfindende Crackung führt zur Bildung zusätzlicher Isoparaffine, die für die Qualität der Produkte günstig sind. Die bei dem Verfahren erfolgende Temperaturkontrolle verhindert das fie-Auftreten von Reaktionen, die zur Bildung von unerwünschten Crackungsnebenprodukten wie Koks führen.When the method of the present invention is used to make fuel for jet engines, it is not disadvantageous to use the reactor-catalyst system shown in FIG. 3, in which the feed is freshly formed Touched aluminum halide. Any cracking that occurs as a result of this contact leads to the formation of additional isoparaffins, which are favorable for the quality of the products. The temperature control involved in the process prevents fie occurrence of reactions leading to the formation of undesirable cracking by-products such as coke.

BEISPIELEXAMPLE

Eine flüssige Düsentriebwerk-Kerosinfraktion wurde zunächst mit Wasserstoffchlorid dadurch gesättigt, daß man einen Strom trokkenen HCl-Gases durchströmen ließ. Die HCl-Konzentration in der Beschickung war 5360 ppm. Die Mischung wurde vorerwärmt, mit Zusatzwasserstoff gemischt, auf die Einlaßtemperatur von 115 bis 123,3° C erhitzt und in den Reaktor eingeführt. Der Reaktor wurde bei einer/Temperatur von 200 bis 201 C und einem Druck von ~55%2. kg/cm und einer Strömungsgeschwindigkeit (L.H.S.V.) von 0,7 betrieben.A liquid jet engine kerosene fraction was first saturated with hydrogen chloride by passing a stream of dry HCl gas through it. The HCl concentration in the feed was 5360 ppm. The mixture was preheated, mixed with make-up hydrogen, heated to the inlet temperature of 115 to 123.3 ° C, and introduced into the reactor. The reactor was operated at a temperature of 200 to 201 C and a pressure of ~ 55 % 2. kg / cm and a flow rate (LHSV) of 0.7.

Eine Prüfung der Beschickung und des Produktes ergab eine wesentliche Verbesserung zur Verwendung in Überschallflugzeugen, wie sich aus folgenden Daten ergibt:An examination of the feed and the product revealed an essential one Improvement for use in supersonic aircraft as shown by the following data:

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Beschickung Produkt Loading product

Aromaten, VoI.-Ji (ASTM D-1319) 16,5 1,0. Gefrierpunkt 0C (ASTM B-2386) - &?, 6 ~ S3, 9' Aromatics, VoI.-Ji (ASTM D-1319) 16.5 1.0. Freezing point 0 C (ASTM B-2386) - & ?, 6 ~ S3, 9 '

»smoke point" (geschätzt) 21,5. ' 36S3"Smoke point" (estimated) 21.5. '36 S 3

Der "smoke point" wurde auf der Grundlage der bekannten Beziehungen des "smoke point83 zu dem Gehalt an Aromaten geschätzt. Die Kombination eines sehr niedrigen Aromatengehaltes, niedrigen Gefrierpunktes und hohen "smoke point" erfüllen mehr als die für Kraftstoffe für Überschallflugzeuge vorliegenden Spezifikationen, The "smoke point" was estimated on the basis of the well-known relationships between the "smoke point 83" and the aromatic content. The combination of a very low aromatic content, low freezing point and high "smoke point" meet more than the specifications available for fuels for supersonic aircraft,

Das Verfahren der Erfindung ist auch für andere Kohlenwasserstoff umwandlungsverfahren geeignet 9 bei welchen Katalysatoren dieser Art vorteilhaft sind, und auch für besondere Anwendungen, die vorstehend nicht beschrieben sind«,The process of the invention is also suitable for other hydrocarbon conversion processes 9 in which catalysts of this type are advantageous, and also for special applications not described above «,

Pat entansprüche :Patent claims:

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Claims (32)

D r.-1 ng. E. BERKENFELD ■ D:pl.-lrg. H. BERKENFELD, Patentanwälte, KölnD r.-1 ng. E. BERKENFELD ■ D : pl.-lrg. H. BERKENFELD, patent attorneys, Cologne g Aktanzeicheng act indications Eingabe vom 9t November 1973 vA/ Named. Anm. The Lummus CompanyEntry from November 9th 1973 vA / Named. Note: The Lummus Company PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
ιι
4Verfahren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen durch Behandlung des Kohlenwasserstoffes mit einem Katalysator, der ein Aluminiumhalogenid und ein Edelmetall der Gruppe VIII aufweist, das von einem feuerfesten Oxid getragen ist,4Process for the conversion of hydrocarbons by treatment of the hydrocarbon with a catalyst comprising an aluminum halide and a Group VIII noble metal, which is supported by a refractory oxide, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß man das Aluminiumchlorid kontinuierlich in situ in der Kohlenwasserstoff Umwandlungszone dadurch bildet, daß man das Aluminium mit einem Halogenierungsmittel, wie einem Hydrogenhalogenid, Halogen oder einer Mischung dieser umsetzt, undthat one continuously forms the aluminum chloride in situ in the hydrocarbon conversion zone by that Aluminum reacts with a halogenating agent such as a hydrogen halide, halogen or a mixture of these, and mandasmandas dadurch gekennzeichnet, daß/auf diese Weise gebildete Aluminiumhalogenid kontinuierlich einem Bett aus einem Edelmetall der Gruppe VIII als Katalysator zusetzt, der von einem feuerfesten Oxid getragen ist.characterized in that aluminum halide formed in this way is continuously added to a bed of a Group VIII noble metal catalyst, that of a refractory Oxide is worn.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung in Gegenwart von Wasserstoff durchgeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the conversion is carried out in the presence of hydrogen. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminium in einer Schicht oberhalb des Bettes angeordnet ist.3. The method according to claim 1, characterized in that the aluminum is arranged in a layer above the bed. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminium in dem Bett aus einear Mischung mit einem Edelmetall der Gruppe VIII als Katalysator vorliegt, der auf einem feuerfesten Oxid getragen ist.A method according to claim 1, characterized in that the aluminum in the bed is composed of a mixture with a noble metal Group VIII is present as a catalyst supported on a refractory oxide. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halogenierungsmittel mit dem Kohlenwasserstoff vor dessen Einleitung in die Reaktionszone gemischt wird.5. The method according to claim 1, characterized in that the Halogenating agent is mixed with the hydrocarbon prior to its introduction into the reaction zone. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halogenierungsmittel ein Hydrogenhalogenid isto 6. The method according to claim 1, characterized in that the halogenating agent is a hydrogen halide o 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das7. The method according to claim 1, characterized in that the 409821/1189409821/1189 Aluminiumhalogenid Aluminiumchlorid ist.Aluminum halide is aluminum chloride. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Edelmetall Platin ist.8. The method according to claim 1, characterized in that the Precious metal is platinum. 9. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das9. The method according to claim 9, characterized in that the feuerfeste Oxid Aluminiumoxid ist.Refractory oxide is alumina. 10. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenwasserstoff in die Reaktionszone an einer Stelle unterhalb der Aluminiumschicht eingeführt wird und dabei das Halogenierungsmittel getrennt in die Aluminiumschicht eingeführt wird. -10. The method according to claim 3, characterized in that the Hydrocarbon is introduced into the reaction zone at a point below the aluminum layer and thereby the halogenating agent is introduced separately into the aluminum layer. - 11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein normales Paraffin zu einem Isoparaffin durch Isomerisation umgewandelt wird.11. The method according to claim 1, characterized in that a normal paraffin is converted to an isoparaffin by isomerization. 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung eine Alkylierung eines Paraffins mit einem Olefin ist.12. The method according to claim 1, characterized in that the conversion is an alkylation of a paraffin with an olefin is. 13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung die Alkylierung einer aromatischen Verbindung mit einem Olefin ist.13. The method according to claim 1, characterized in that the Conversion involving the alkylation of an aromatic compound is an olefin. 14. Verfaheren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung eine Isomerisation eines aromatischen Kohlenwas-. serstoffes mit acht Kohlenstoffatomen ist.14. Verfaheren according to claim 1, characterized in that the conversion is an isomerization of an aromatic hydrocarbon. is hydrogen with eight carbon atoms. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mischung von isomeren Xylolen isomerisiert.15. The method according to claim 14, characterized in that one a mixture of isomeric xylenes isomerized. 16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine im Kerosin-Siedebereich siedende Mischung von Kohlenwasserstoffen in einen Kraftstoff für Düsentriebwerke umwandelt. 16. The method according to claim 1, characterized in that one a mixture of hydrocarbons boiling in the kerosene boiling range converted into a fuel for jet engines. 40 98 21/1 18940 98 21/1 189 17. Verfahren zum Herstellen eines Kraftstoffes für Düsentriebwerke aus einer in dem Kerosin-Bereich siedenden Mischung von Kohlenwasserstoffen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mischung von Kohlenwasserstoffen in GegenT wart von mit einem Katalysator in Berührung bringt, der ein Edelmetall aus der Gruppe VIII, getragen auf einem feuerfesten Oxid, und ein Aluminiumhalogenid auf v/eist, wobei das Aluminiumhalogenid in situ durch Umsetzung von Aluminium mit einem Halogenierungsmittel, wie einem Hydrogenhalogenid, Halogen oder einer Mischung dieser gebildet wird.17. A method for producing a fuel for jet engines from a boiling in the kerosene range mixture of hydrocarbons according to claim 1, characterized in that waiting the mixture of hydrocarbons in the opposite T bringing of a catalyst into contact with a noble metal from the Group VIII supported on a refractory oxide and an aluminum halide on v / eist, the aluminum halide being formed in situ by the reaction of aluminum with a halogenating agent such as a hydrogen halide, halogen or a mixture thereof. 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Halogenierungsmittel ein Hydrogenhalogenid ist.18. The method according to claim 17, characterized in that the halogenating agent is a hydrogen halide. 19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumhalogenid Aluminiumchlorid ist.19. The method according to claim 17, characterized in that the Aluminum halide is aluminum chloride. 20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Edelmetall Platin ist.20. The method according to claim 17, characterized in that the noble metal is platinum. 21. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminium in einer Schicht oberhalb des Bettes aus dem Edelmetallkatalysator, der auf einem feuerfesten Oxid liegt, angeordnet ist.21. The method according to claim 17, characterized in that the aluminum in a layer above the bed of the noble metal catalyst, which lies on a refractory oxide, is arranged. 22. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Oxid Aluminiumoxid ist.22. The method according to claim 17, characterized in that the refractory oxide is aluminum oxide. 23. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionstemperatur auf 121 bis 316° C gehalten wird.23. The method according to claim 17, characterized in that the reaction temperature is kept at 121 to 316 ° C. 24. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichreb, daß der Wasserstoff im Gegenstrom zur Mischung der Kohlenwasserstoffe eingeleitet wird.24. The method according to claim 17, characterized in that the Hydrogen is introduced in countercurrent to the mixture of hydrocarbons. 25. Verfahren nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch die weiteren Verfahrensschritte ϊ25. The method according to claim 17, characterized by the further method steps ϊ 409821/1188409821/1188 (a) Ableitung des aus der Kohlenwasserstoffumwandlungsreaktion entströmenden Gases;(a) Deriving from the hydrocarbon conversion reaction escaping gas; (b) Trennung dieses Gasausflusses in eine flüssige und in eine dampfförmige Phase und(b) Separation of this gas outflow into a liquid and a vapor phase and (c) Rückführung der flüssigen Phase im-Kreislauf zu der Kohlenwasserstoff Umwandlungsreaktion.(c) Recycling the liquid phase to the hydrocarbon Conversion reaction. 26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der im Kreislauf zurückgeführten Flüssigkeit zur frischen Beschickung etwa 0,05 zu 1,00 ist.26. The method according to claim 25, characterized in that the ratio of the recirculated liquid to fresh charge is about 0.05 to 1.00. 27. Verfahren zu der in situ Bildung eines Katalysators nach Anspruch 1, der ein Edelmetall aus der Gruppe VIII, ein feuerfestes Oxid und ein Aluminiumhalogenid aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß man kontinuierlich Aluminium mit einem Halogenierungsmittel, wie einem Hydrogenhalogenid, einem Halogen oder einer Mischung dieser in Berührung bringt, um ein Aluminiumhalogenid zu bilden, und das so gebildete Aluminiumhalogenid kontinuierlich einem Bett eines Edelmetalls der Gruppe VIII zuführt, das auf einem feuerfesten Oxid ruht.27. A method for the in situ formation of a catalyst according to claim 1, which comprises a noble metal from group VIII, a refractory oxide and an aluminum halide, characterized in that that continuously aluminum with a halogenating agent such as a hydrogen halide, a halogen or a mixture of these to form an aluminum halide and the aluminum halide so formed continuously fed to a Group VIII noble metal bed supported on a refractory oxide. 28. Verfahren nach Anspruch 27 9 dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumhalogenid Aluminiumchlorid ist*.28. The method according to claim 27 9, characterized in that the aluminum halide is aluminum chloride *. 29. Verfahren nach Anspruch 27» dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminium in einer Schicht oberhalb des Bettes des auf einem feuerfesten Oxid ruhenden Edelmetalls der Gruppe VIII angeordnet ist.29. The method according to claim 27 »characterized in that the Aluminum placed in a layer above the bed of the Group VIII noble metal resting on a refractory oxide is. 30. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminium in dem Bett als Mischung dem Edelmetallkatalysator der Gruppe VIII, getragen von einem feuerfesten Oxid, vorliegt. 30. The method according to claim 27, characterized in that the aluminum in the bed as a mixture of the noble metal catalyst Group VIII supported on a refractory oxide. 31. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Halogenierungsmittel ein Hydrogenhalogenid ist.31. The method according to claim 27, characterized in that the halogenating agent is a hydrogen halide. 409821/1189409821/1189 32. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Oxid Aluminiumoxid ist.32. The method according to claim 27, characterized in that the refractory oxide is aluminum oxide. 409821/1189409821/1189 ι W ·*ι W * LeerseiteBlank page
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