DE2431378C2 - Verfahren zur Herstellung von 4-Methyl-1-penten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von 4-Methyl-1-pentenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein neues Verfahren zur Herstellung von 4-Methyl-l-penten
durch Dimerisieren von Propylen. Sie bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung von
4-Methyl-l-penten mit hoher Selektivität durch Dimerisieren von Propylen in Anwesenheit eines neuen, aus
Kalium, Kupfer und einem aliphatischen tertiären Amin bestehenden Katalysators.
Es ist bekannt. Propylen unter Verwendung eines Katalysators, der
(a) aus Kalium oder einer Kalium-Natrium-Mischung und
(b) aus einem Metall aus der Gruppe von Kupfer, Silber und Magnesium
besteht, zu dimerisieren (vgl. JP-PS 6 45 565).
Die Reaktionsgeschwindigkeit dieses Verfahrens ist jedoch gering, und wenn z. B. die Reaktion in Heptan als
Lösungsmittel 5 Stunden bei 1800C durchgeführt wird,
beträgt die Umwandlung des Propylen nicht mehr als 15% und die Selektivität für 4-Methyl-l-penten ist
höchstens 87%. Die hier erwähnte »Selektivität für 4-Methyl-l-penten« bezieht sich auf den Gehalt in
Gew.-% an 4-Methyl-l-penten in den erhaltenen Popylendimeren. d. h. Ce-Olefinen. Weiterhin ist ein
Verfahren unter Verwendung eines Kalium-Kupfer-Ka talysators bekannt, der vorher in einem aliphatischen
Kohlenwasserstofflösungsmittel in einer inerten Atmo-Sphäre in Anwesenheit oder Abwesenheit von Propylen
wärme-behandelt worden ist (vgl. JP-PS 6 56 359). Nach
diesem Verfahren erhöht sich die Reaktionsgeschwindigkeit des Propylens, jedoch kann die Selektivität für
4-Methyl-l-penten nicht verbessert werden, und es so
wurde sogar eine Neigung festgestellt, daß sich die Selektivität für 4-Methyl-l-penten statt dessen verringert,
wenn die Propylenumwandlung erhöht wird.
Gemäß der US-PS 37 55 491 (bzw. der GB-PS 13 38 190) wird weiter ein Verfahren zur Herstellung
von 4-Melhyl-l-penten durch Dimerisieren von Propylen
in Anwesenheit eines Katalysators aus
(a) Kalium.
(b) Kupfer und
(c) einem Kaliumalkoxid,
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hergeleitet von aliphatischen gesättigten primären oder sekundären Alkoholen, beschrieben, durch das die
Selektivität für 4-Methyi-l-penten weiter verbessert und in bestimmten Fällen die Reaktionsgeschwindigkeit
stärker als bei den üblichen Verfahren erhöht wird.
Ziel der Vorliegenden Erfindung ist nun die Schaffung eines neuen Verfahren zur merklichen Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit des Propylens und hoher Aufrechterhaltung der Selektivität für 4-MethyI-l -penten durch Dimerisieren von Propylen in Anwesenheit eines neuen, aus Kalium, Kupfer und einem aliphatischen, tertiären Amin bestehenden Katalysators.
Ziel der Vorliegenden Erfindung ist nun die Schaffung eines neuen Verfahren zur merklichen Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit des Propylens und hoher Aufrechterhaltung der Selektivität für 4-MethyI-l -penten durch Dimerisieren von Propylen in Anwesenheit eines neuen, aus Kalium, Kupfer und einem aliphatischen, tertiären Amin bestehenden Katalysators.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird durch den obigen Anspruch definiert
Es wurde gefunden, daß bei Verwendung des neuen Katalysators für diese Reaktion die Reaktionsgeschwindigkeit
gegenüber dem oben genannten, aus Kalium. Kupfer und einem Kaliumalkoxid bestehenden Katalysator
merklich erhöht wird und die Selektivität für 4-Methyl-l-penten auf einem hohen Wert, gewöhnlich
bei etwa 90%. gehalten werden kann. Weiter wurde festgestellt, daß die genannte hohe Selektivität für
4-Methyl-l-penten selbst dann aufrechterhalten werden kann, wenn die Umwandlung des Propylc :s 50% oder
mehr, und in bestimmten Fällen 75%, beträgt. In dem neuen, aus den drei Komponenten bestehenden
Katalysator ist jede Komponente wesentlich, und der Katalysator ist ungeeignet, wenn eine von ihnen fehlt.
Erfindungsgemäß geeignet sind aliphatische, gesättigte, tertiäre Amine mit 3—30 Kohlenstoffatomen im
Molekül. Die tertiären Amine umfassen acyclische und cyclische Mono- und Diamine.
Solche erfindungsgemäß geeigneten, aliphatischen, tertiären Amine sind Trimethylamin, Triäthylamin,
Tripropylamin. Tributylamin. Trihexylamin, Trioctylamin. n-Methylpyrrolidin. n-Methylpiperidin, Ν,Ν,Ν'.Ν'-Tetramethyläthylendiamin
und l,4-Diazabicyclo-[2,2.2]-octan (d. h. Triäthylendiamin).
Aliphatische primäre oder sekundäre Amine sind erfindungsgemäß nicht geeignet.
Erfindungsgemäß wird das aliphatische tertiäre Amin in einem Verhältnis von 0,1—5MoI. vorzugsweise
0.2—2MoI. pro Mol des als Katalysatorkomponente
eingesetzten Kaliums verwendet. Die Dimerisationsreaktion des Propylen in Anwesenheit des erfindungsgemäßen
Katalysators erfolgt in einer Atmosphäre aus Stickstoff oder einem ähnlichen inerten Gas bei
150—2000C, vorzugsweise bei etwa 1800C. praktisch in
Abwesenheit von Sauerstoff und Wasser.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen das Verfahren der Erfindung.
Eine Mischung aus 70 ml raffiniertem, wasserfreiem Heptan. 2,0 g Kalium. 3.2 g Kupferpuiver und 9,0 g
N-Methylpiperidin wurde in eineri Autoklaven aus rostfreiem Stahl mit elektromagnetischem Rührer
eingeführt. Der Autoklav wurde verschlossen und die Luft in demseiDen durch Stickstoff ersetzt.
Dann wurden 68 g Propylen unter Druck in den Autoklaven eingeführt und 1.4 Stunden bei 180° C
umgesetzt. Nach Entfernung des nicht umgesetzten Propylens wurde die Reaktionsflüssigkeit aus dem
Autoklaven gewonnen und durch Gaschromatographie untersucht. Die Propylenumwandlung betrug 75% und
die Selektivität für 4-Methyl-1 -penten 91 %.
Bezüglich anderer Häuptprodukte beträgt die Selektivität für 4-Methyl-2-penten 4% und die Selektivität für .
1-Hexen und2-MethyI-1-penten insgesamt 4%.
Die Gaschromatographie kann unter solchen Bedingungen erfolgen, daß man eine Kolonne von 2 m Länge
verwendet, die als feste Phase einen Träger aus piatomeenerde (hergestellt Von der Nippon Chromate
Industrial Go,) und als flüssige Phase aus 20%
2,6,10,15,19,23-HexamethyItetracosan enthielt; die Temperatur
wurde auf 65° C eingestellt und als Trägergas Wasserstoff verwendet Die quantitative Bestimmung
erfolgt durch Verwendung der Kalibrierungskurve, die vorher gebildet worden war. '
Beispiel 1 wurde unter Verwendung von 3,0 g N-Methy!piperidin und einer Reaktionszeit von
2,6 Stunden wiederholt So betrugen die Umwandlung des Propylens 63% und die Selektivität für 4-Methyl-l penten91%.
15
Beispiel 1 wurde unter Verwendung von 2,0 g Kalium, 32 g Kupferpulver, 3,1 g Triäthylamin, 70 ml Heptan
und 60 g Propylen sowie einer Reaktionszeit von 2,2 Stunden bei 1800C wiederholt. Die Umwandlung des
Propylens betrug 57% und die Selektivität für 4-Methyl-l-penv«2 88%.
Gemäß Beispiel 1 wurden 2,0 g Kalium, 3,2 g Kupferpulver, 53 g Tributylamin, 70 ml Heptan und 68 g
Propylen 2,5 Stunden bei 180ttC umgesetzt. Die Propylenumwandlung betrug 47% ^nd die Selektivität
für4-Methyl-l-penten 91%.
Gemäß Beispiel 1 wurden 2,0 g Kalium, 3,2 g Kupferpulver, 8,0 g Tripropylenamin, 70 ml Heptan und 77 g
Propylen 4,8 Stunden bei 180° C umgesetzt Die Propylenumwandlung betrug 51% und die Selektivität
für 4-Methyl-1-penten 89%.
Gemäß Beispiel 1 wurden 2,0 g Kalium, 3,2 g Kupferpulver, 3,0 g Trihexylamin, 70 ml Heptan und 68 g
Propylen 2,8 Stunden bei 1800C umgesetzt Die Propylenumwandlung betrug 45% und die Selektivität
für4-MethyI-l-penten90%.
Gemäß Beispiel 1 wurden 2,0 g Kalium, 3,2 g .<upferpulver,
2,0 g Trioctylamin, 70 ml Heptan und 68 g
Propylen 4 Stunden bei 1800C umgesetzt. Die Propylenumwandlung
betrug 55% und die Selektivität für 4-Methyl-l -penten 90%.
Gemäß Beispiel 1 wurden 2,0 g Kalium, 32 g Kupferpulver, 0,6 g Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetrarpethyläthylendiamin,
70 ml Heptan und 67 g Propylen 4,5 Stunden bei 1800C umgesetzt. Die Propytenumwandlung betrug 45% und
die Selektivität für 4-Methyl-l -penten 92%.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von 4-Methyl-l-penten durch Dimerisation von Propylen in Anwesenheit eines Kalium und Kupfer enthaltenden Katalysators, dadurch gekennzeichnet, daß man die Dimerisation k. einem inerten Gas bei einer Temperatur zwischen 150—2000C praktisch in Abwesenheit von Sauerstoff und Wasser in Anwesenheit eines Kalium, Kupfer und ein aliphatisches to tertiäres Amin enthaltenden Katalysators durchführt
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