DE60005925T2 - Verfahren zur selektiven hydrierung, sowie katalysator zur verwendung dabei - Google Patents

Verfahren zur selektiven hydrierung, sowie katalysator zur verwendung dabei Download PDF

Info

Publication number
DE60005925T2
DE60005925T2 DE60005925T DE60005925T DE60005925T2 DE 60005925 T2 DE60005925 T2 DE 60005925T2 DE 60005925 T DE60005925 T DE 60005925T DE 60005925 T DE60005925 T DE 60005925T DE 60005925 T2 DE60005925 T2 DE 60005925T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
catalyst
feed
screen
sieve
pore volume
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60005925T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60005925D1 (de
Inventor
A. Rudolf OVERBEEK
E. Robert TRUBAC
Yuan Chiung HUANG
Marino Rota
Nelleke Van Der Puil
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lummus Technology LLC
Original Assignee
ABB Lummus Global Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Lummus Global Inc filed Critical ABB Lummus Global Inc
Application granted granted Critical
Publication of DE60005925D1 publication Critical patent/DE60005925D1/de
Publication of DE60005925T2 publication Critical patent/DE60005925T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/148Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound
    • C07C7/163Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound by hydrogenation
    • C07C7/167Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound by hydrogenation for removal of compounds containing a triple carbon-to-carbon bond
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/58Fabrics or filaments
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/148Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound
    • C07C7/163Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound by hydrogenation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G45/00Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
    • C10G45/02Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing
    • C10G45/04Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing characterised by the catalyst used
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G45/00Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
    • C10G45/32Selective hydrogenation of the diolefin or acetylene compounds
    • C10G45/34Selective hydrogenation of the diolefin or acetylene compounds characterised by the catalyst used
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of noble metals
    • C07C2523/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of noble metals of the platinum group metals
    • C07C2523/42Platinum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of noble metals
    • C07C2523/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of noble metals of the platinum group metals
    • C07C2523/44Palladium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of noble metals
    • C07C2523/48Silver or gold
    • C07C2523/50Silver
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
    • C07C2523/74Iron group metals
    • C07C2523/755Nickel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf die selektive Hydrierung von Verunreinigungen in einem kohlenwasserstoffhaltigen Beschickungsmaterial. Diese Erfindung bezieht sich genauer auf ein Verfahren zur selektiven Hydrierung von Verbindungen mit Dreifachbindung gegenüber Verbindungen mit irgendeiner Doppelbindung und/oder selektiven Hydrierung von Verbindungen mit zwei Doppelbindungen gegenüber Verbindungen mit einer einzigen Doppelbindung und/oder selektiven Hydrierung von Verbindungen mit Dreifachbindung und Verbindungen mit zwei Doppelbindungen gegenüber Verbindungen mit einer einzigen Doppelbindung und/oder selektiven Hydrierung von Verbindungen, die kumulierte Doppelbindungen haben gegenüber solchen bei denen die Doppelbindungen durch eine oder mehrere Einfachbindungen separiert sind. Solche Reaktionen umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, die selektive Hydrierung von acetylenischen und/oder dienischen Verunreinigungen in einem Beschickungsmaterial, das wenigstens ein Monoolefin enthält wie zum Beispiel die selektive Hydrierung von Methylacetylen und Propadien (oder MAPD) in einem Beschickungsmaterial, das Propylen enthält, die selektive Hydrierung von Butadien gegenüber Buten, die selektive Hydrierung von Vinyl- und Ethylacetylen und 1,2-Butadien in einem Beschickungsmaterial das 1,3-Butadien enthält, die selektive Hydrierung von Acetylen gegenüber Ethylen und die selektive Hydrierung von C5 und C6 Diolefinen gegenüber C5 und C6 Monoolefinen.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich bei einer anderen Ausführungsform auch auf die selektive Hydrierung von Olefinen und Dienen in einem Strom, der Olefine, Diene und Aromaten enthält.
  • Obwohl es nicht beabsichtigt ist, den Umfang der vorliegenden Erfindung auf irgendeine spezifische selektive Hydrierung zu beschränken, wird die Erfindung inbesondere in Bezug auf die selektive Hydrierung von acetylenischen und/oder dienischen Verunreinigungen in einer Beschickung mit wenigstens einem Monoolefin beschrieben.
  • In der petrochemischen Industrie werden Ströme erzeugt, die ein oder mehrere Monoolefine enthalten und die auch als Verunreinigungen acetylenische Verbindungen und/oder Diene enthalten. Beispielsweise enthalten Propylenund/oder Buten-Fraktionen, die in verschiedenen Pyrolyseverfahren, insbesondere bei Pyrolyse in Gegenwart von Dampf, erhalten werden, als Verunreinigungen acetylenische Verbindungen und/oder Diene, und im Allgemeinen sowohl acetylenische Verbindungen als auch Diene. Acetylenische Verunreinigungen schließen Acetylen, Methylacetylen und Diacetylen ein und dienische Verunreinigungen schließen Propadien, 1,2-Butadien und 1,3-Butadien ein. Ein Propylen-Strom, der aus einem Dampfpyrolyseverfahren gewonnen wird, enthält allgemein sowohl Methylacetylen als auch Propadien-Verunreinigungen.
  • In der petrochemischen Industrie wird ein solcher Strom einem selektiven Hydrierungsverfahren unterzogen, um die acetylenischen und/oder dienischen Verunreinigungen zu hydrieren, während man die Hydrierung des gewünschten Monoolefins minimiert. Ein solches Verfahren kann mit einer katalytischen Hydrierung unter Verwendung eines auf einen Träger geladenen Katalysators durchgeführt werden, beispielsweise einem Edelmetallkatalysator wie einem Palladiumkatalysator, der auf einen geeigneten Träger geladen ist.
  • US 3,489,809 offenbart ein Verfahren zur selektiven Entfernung von stärker ungesättigten Kohlenwasserstoffen aus einem weniger stark ungesättigten Kohlenwasserstoffstrom unter Verwendung eines Katalysators, der auf einen einheitlichen, bienenwabenartigen, keramischen Träger geladen ist.
  • EP 0 827 944 A1 offenbart ein Verfahren zur Hydrierung von mehrfachungesättigten Kohlenwasserstoffen, worin der Katalysator auf ein gewebtes oder gestricktes Gewebe oder auf eine Folie geladen ist.
  • Die vorliegende Erfindung ist auf ein verbessertes Verfahren zur selektiven Hydrierung von Verunreinigungen in einer kohlenwasserstoffhaltigen Beschickung gerichtet.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur selektiven Hydrierung einer oder mehrerer Verunreinigungen in einer kohlenwasserstoffhaltigen Beschickung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 19 bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Hydrieren der Verunreinigung bzw. Verunreinigungen in Gegenwart eines selektiven, auf einem partikulären Träger geladenen Hydrierungskatalysators. Der auf den Träger geladene Katalysator wird von einer siebartigen Struktur getragen. Der Begriff „geladen auf das Sieb" schließt sowohl ein Beschichten des auf einen Träger geladenen Katalysators auf das Sieb, als auch ein Festhalten des auf einen Träger geladenen Katalysators in den Zwischenräumen des Siebs ein. Der Katalysator, der auf das Sieb geladen ist, umfasst bei einer Ausführungsform einen Katalysator, der auf einen partikulären Träger geladen ist, wobei der auf einen Träger geladene Katalysator von einem Sieb getragen wird . Bei einer anderen Ausführungsform ist der Katalysator auf einen partikulären Träger geladen, der auf einem Träger oder mehreren anderen Trägern geladen ist, die von dem Sieb getragen werden.
  • Bei einer Ausführungsform ist das Verfahren zur selektiven Hydrierung einer Verunreinigung ein Verfahren zur selektiven Hydrierung von Verbindungen mit Dreifachbindung gegenüber Verbindungen mit irgendeiner Doppelbindung und/oder selektiven Hydrierung von Verbindungen mit zwei Doppelbindungen gegenüber einer einzelnen Doppelbindung. Repräsentative Beispiele solcher selektiven Hydrierungsreaktionen umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, die selektive Hydrierung von acetylenischen und/oder dienischen Verunreinigungen in einer Beschickung, die mindestens ein Monoolefin enthält, wie zum Beispiel die selektive Hydrierung von Methylacetylen und Propadien (MAPD) in einer Propylen-haltigen Beschickung, die selektive Hydrierung von Butadien gegenüber Buten, die selektive Hydrierung von Acetylen gegenüber Ethylen, und die selektive Hydrierung von C5- und C6-Diolefinen gegenüber C5-und C6-Monoolefinen. Andere Reaktionen umfassen selektives Hydrieren von Verbindungen mit Dreifachbindung und solchen, die kumulierte Doppelbindungen enthalten gegenüber jenen, bei denen die Doppelbindungen durch eine oder mehrere Einfachbindungen separiert sind. Bei einer Ausführungsform ist die selektive Hydrierung ein Verfahren zur selektiven Hydrierung von Ethyl- und Vinylacetylen und 1,2-Butadien gegenüber 1,3-Butadien.
  • Bei einer Ausführungsform ist die selektive Hydrierung ein Verfahren zur selektiven Hydrierung einer Verunreinigung, die aus der Gruppe, bestehend aus Acetylen-Verbindungen, Dienen und Mischungen davon in einer Beschickung, die mindestens ein Monoolefin und die Verunreinigung enthält, ausgewählt ist. Die Verunreinigung wird in Gegenwart eines selektiven Hydrierungskatalysators, der auf einen partikulären Träger geladen ist, selektiv hydriert. Der geträgerte Katalysator wird von einer siebartigen Struktur getragen.
  • Bei einer anderen Ausführungsform ist das Verfahren zur selektiven Hydrierung einer Verunreinigung ein Verfahren zur selektiven Hydrierung von Dienen und Styrol in einem Strom, der Diene, Styrol, Olefine und Aromaten enthält. Ein Beispiel einer solchen Beschickung ist eine Pyrolyse-Kraftstoffbeschickung. Die selektive Hydrierung wird in Gegenwart eines selektiven Hydrierungskatalysators, der auf einen partikulären Träger geladen ist, bewirkt, wobei der geträgerte Katalysator von einer siebartigen Struktur getragen wird, wie hier beschrieben.
  • Genauer umfasst das siebartige Material Fasern oder Drähte, wie zum Beispiel ein Draht- oder Fasersieb, ein Metallfilz oder Gaze, Metallfaserfilter oder ähnliches. Die siebartige Struktur umfasst mehr als eine Drahtschicht, zum Beispiel eine gestrickte Struktur aus Drähten oder eine gewebte Struktur aus Drähten und umfasst eine Vielzahl von Draht- oder Faserschichten, um ein dreidimensionales Netzwerk zu bilden. Die Trägerstruktur umfasst eine Vielzahl von Schichten aus Fasern, die in den Schichten statistisch orientiert sind. Ein oder mehrere Metalle können zur Herstellung eines Metallsiebs verwendet werden. Alternativ können die Siebfasern aus anderen Materialien als nur Metallen allein oder aus Kombinationen mit Metallen hergestellt oder sie enthalten, wie zum Beispiel Kohlenstoff oder Metalloxide oder keramisches Material. Bei einer Ausführungsform schließt das Sieb Metall ein. In dem Fall, in dem das Sieb den Katalysator trägt, ist das Material, das das Sieb bildet, bei einer Ausführungsform nicht-katalytisch bezüglich der selektiven Hydrierung von Verunreinigungen in einer Hydrierungsbeschickung.
  • Die siebartige Struktur umfasst eine Vielzahl von Faserschichten, um ein dreidimensionales Netzwerk aus Materialien zu bilden. Die Dicke eines solchen Trägermaterials beträgt vorzugsweise mindestens 5 μm und übersteigt im Allgemeinen nicht 10 mm. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dicke des Netzwerks mindestens 50 μm und weiter bevorzugt mindestens 100 μm und übersteigt im Allgemeinen nicht 2 mm.
  • Im Allgemeinen ist die Dicke oder der Durchmesser der Fasern, die die Vielzahl der Faserschichten bilden, weniger als 500 μm, vorzugsweise weniger als 150 μm und weiter bevorzugt weniger als 30 μm. Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Dicke oder der Durchmesser der Fasern 8 bis 25 μm.
  • Die dreidimensionale siebartige Struktur kann, wie in US-Patent-Nr. 5,304,330, 5,080,963, 5,102,745 oder 5,096,663 beschrieben, hergestellt werden. Es muss jedoch verstanden werden, dass solche siebartigen Strukturen auch durch andere Verfahren, als in den genannten Patenten beschrieben, gebildet werden können.
  • Die siebartige Struktur, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird (ohne den auf ein Trägermaterial geladenen Katalysator auf dem Sieb), hat ein Porenvolumen von mindestens 45 %, vorzugsweise mindestens 55 %, und weiter bevorzugt mindestens 65 %, und noch weiter bevorzugt mindestens 90 %. Im Allgemeinen übersteigt das Porenvolumen nicht 95 %. Der Begriff „Porenvolumen", wie er hier verwendet wird, wird durch Dividieren des Volumens der Struktur, das offen ist, durch das Gesamtvolumen der Struktur (offenes plus siebartiges Material) bestimmt und mit 100 multipliziert.
  • Die Anmelder haben herausgefunden, dass man, wenn man eine selektive Hydrierung einer Verunreinigung bzw. von Verunreinigungen in einer kohlenwasserstoffhaltigen Beschickung in Gegenwart eines selektiven Hydrierungskatalysators durchführt, wobei der selektive Hydrierungskatalysator von einer siebartigen Struktur, wie hier vorstehend beschrieben, getragen wird, eine verbesserte Selektivität erhält.
  • Der Katalysator, den man anwenden kann, kann ein dem Fachmann bekannter selektiver Hydrierungskatalysator sein. Solche Katalysatoren umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind, Edelmetallkatalysatoren einschließlich Palladium, Platin, Rhodium, Ruthenium und dergleichen, die Metallaktivatoren, fein verteilte Kupferkatalysatoren oder Katalysatoren, die Nickel, Silber oder Gold enthalten, enthalten können oder nicht. Bei einer Ausführungsform umfasst der Katalysator Palladium, Platin, Silber, Nickel oder eine Kombination davon. Bei einer anderen Ausführungsform hat der Katalysator einen Metallgehalt von 0,05 % bis 25 %. Repräsentative Beispiele solcher Katalysatoren sind im US-Patent-Nr. 4,762,956 beschrieben. Solche Katalysatoren sind auf einen partikulären Träger geladen. Solche Träger umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, Kohlenstoff, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxide, Siliziumdioxid, Zirkoniumdioxid, Titandioxid, Kaolin und/oder Tonverbindungen, MgAl2O4, MgO, Zeolithe und Mischungen davon. Der Begriff partikulär, wie hier verwendet, schließt ein und umfasst sphärische Teilchen, längliche Teilchen, Fasern usw.
  • Bei einer Ausführungsform ist der Katalysator ein Palladiumkatalysator, der einen Aktivator, wie zum Beispiel einen Metallaktivator, enthalten kann oder nicht. Palladium-Katalysatoren, die einen Aktivator enthalten, umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, Pd/Ag-Katalysatoren, Pd/Au-Katalysatoren, Pd/Cr-Katalysatoren, Pd/Pb/CaCO3-Katalysatoren. Alternativ ist der Palladium-Katalysator praktisch frei von Aktivatoren.
  • Bei einer Ausführungsform enthält der auf ein Trägermaterial geladene Palladiumatalysator eine katalytische Menge an Palladium, die auf einen Aluminiumoxidträger geladen ist, der im wesentlichen kristallines α-Aluminiumoxid ist. Der auf einen Träger geladene Palladiumkatalysator kann einen Aktivator, wie z.B. Silber, enthalten. Der Katalysator hat einen durchschnittlichen Porenradius von 200Å bis 2000Å, vorzugsweise von 300Å bis 1500Å und weiter bevorzugt von 300Å bis 600Å. Die Porengrößenverteilung ist so, dass mindestens 80 % der Poren einen Radius von 100Å bis 3000Å haben, vorzugsweise von 100Å bis 1000.
  • Wie hier dargelegt, hat der Katalysator eine katalytisch wirksame Menge an Palladium, wobei der Palladiumgehalt im allgemeinen wenigstens 0,01 Gew.-% und vorzugsweise mindestens 0,1 Gew.-% des Katalysators beträgt, und weiter bevorzugt von 0,1 Gew.-% bis 1,0 Gew.-% des Katalysators.
  • Der Katalysatorträger hat im Allgemeinen ein Oberfläche von nicht mehr als 50 m2/g und beträgt vorzugsweise 3 m2/g bis 30 m2/g. Der Porosität beträgt im Allgemeinen von 0,2 bis 1,0 ml/g und vorzugsweise von 0,3 ml/g bis 0,6 ml/g. Die Oberflächenazidität des Katalysators, wie durch Adsorption von Pyridin bei 120°C gemessen, beträgt unter Normaldruck von 0,002 bis 0,05 mMol Pyridin, das pro Gramm Katalysator absorbiert ist.
  • Der Katalysator hat allgemein eine aktive Palladiumoberfläche von 20 bis 200 m2/g und vorzugsweise von 40 bis 120 m2/g, wie mit Sauerstoff-Wasserstoff-Titration gemessen. Dazu kommt, dass das Palladium in Form von Kristalliten mit einer durchschnittlichen Größe von mindestens 25Å und im allgemeinen nicht größer als 110Å vorliegt.
  • Der Aluminiumoxid-Träger wird vorzugsweise aus einer Mischung von β-Al2O3·3H2O, α-Al2O3·H2O und amorphem Aluminiumhydroxid hergestellt, wobei β-Al2O3·3H2O in der Mischung in einer Menge von 5 Gew.-% bis 35 Gew.-% vorliegt. Solche auf einen Träger geladene Palladiumkatalysatoren sind genauer im US-Patent-Nr. 4,762,956 beschrieben.
  • Es muss jedoch verstanden werden, dass der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die hier beschriebenen spezifischen auf einen Träger geladene Palladiumkatalysatoren beschränkt sind.
  • Allgemein hat der teilchenförmige Katalysatorträger eine Oberfläche von 0,1 bis 300 m2/g, vorzugsweise von 1 m2/g bis 200 m2/g, und eine durchschnittliche Teilchengröße von 20 nm bis 300 μm, vorzugsweise von 0,5 μm bis 100 μm. Der partikuläre Träger hat vorzugsweise einen mittleren Porendurchmesser von 10 nm bis 20 μm. Der Katalysator, der auf den partikulären Träger geladen ist, umfasst, bezogen auf den Katalysator und partikulären Träger, 0,01 % bis 25 % und vorzugsweise von 0,2 % bis 15 % des auf einen Träger geladenen Katalysators.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der geträgerte Katalysator (Katalysator, der auf einen partikulären Träger geladen ist) auf einer siebartigen Struktur getragen in einer Menge, bezogen auf das Sieb und auf den geträgerten Katalysator, von mindestens 5 Gew.-% und vorzugsweise mindestens 10 Gew.-% , wobei die Menge des auf einen Träger geladenen Katalysators im Allgemeinen 90 Gew.-%, oder noch allgemeiner 80 Gew.-% nicht übersteigt. Bei einer Ausführungsform, bei der das Porenvolumen der siebartigen Struktur vor der Zugabe des auf einen Träger geladenen Katalysators 90 % beträgt, beträgt der Gewichtsprozentsatz des auf einen Träger geladenen Katalysators 10 % bis 50 %, und wenn das Porenvolumen 95 % beträgt, beträgt der Gewichtsprozentsatz des auf einen Träger geladenen Katalysators 20 % bis 90 %. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die siebartige Struktur, die den auf einen Träger geladenen Katalysator enthält, in einer Menge verwendet, um ein Porenvolumen in der Reaktionszone von mindestens 50 % und vorzugsweise mindestens 70 % bereit zu stellen sind. Im Allgemeinen übersteigt das Porenvolumen bei einer solchen bevorzugten Ausführungsform nicht 95 %.
  • Es muss verstanden werden, dass der siebartige Träger, der den geträgerten Katalysator trägt, auch in anderen als den hier beschriebenen Formen verwendet werden kann. Beispielsweise kann der siebartige Träger aus Ringen, Teilchen, Bändern etc. gebildet und im Reaktor als Festbett verwendet werden. Bei einer Ausführungsform sind die Teilchenabmessungen kleiner als die Festbettteilchen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind.
  • Der auf den Träger geladene Katalysator, der von der siebartigen Struktur getragen wird, kann auf dem siebartigen Träger als Beschichtung auf den Drähten oder Fasern, die die siebartige Struktur bilden, vorliegen und/oder kann in den Zwischenräumen der siebartigen Struktur vorliegen und festgehalten werden.
  • Bei einer Ausführungsform, bei der der auf einen partikulären Träger geladene Katalysator als Beschichtung auf der siebartigen Struktur vorliegt, kann die siebartige Struktur zuerst mit dem partikulären Träger beschichtet werden, gefolgt von der Zugabe des Katalysators zu dem partikulären Träger, der als Beschichtung der siebartigen Struktur vorliegt. Alternativ kann der Katalysator, der auf einen partikulären Träger geladen ist, auf das Sieb aufgebracht werden. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Katalysator, der auf einen partikulären Träger geladen ist, auf einen partikulären Träger aufgebracht werden, der auf die siebartige Struktur aufgebracht wurde. Der partikuläre Träger mit oder ohne Katalysator kann auf die siebartige Struktur durch eine Vielzahl von Verfahren, wie Eintauchen oder Sprühen, aufgebracht werden. Nach dem Beschichten des partikulären Trägers ohne Katalysator auf das Sieb wird der Träger mit einer Lösung, die den Katalysatorvorläuferstoff enthält, getränkt und thermisch behandelt, um den Katalysator zu erhalten.
  • Die geträgerten Katalysatorteilchen können auf die siebartige Struktur durch Inkontaktbringen der siebartigen Struktur mit einer flüssigen Beschichtungszusammensetzung (vorzugsweise in Form eines Beschichtungsbades) aufgebracht werden, die die Teilchen so in einer Flüssigkeit dispergiert enthält, dass die Beschichtungszusammensetzung in die siebartige Struktur eintritt oder eingesaugt wird und eine poröse Beschichtung auf den inneren und äußeren Bereichen der siebartigen Struktur bildet.
  • Alternativ ist die siebartige Struktur mit einem partikulären Träger beschichtet, der den aktiven Katalysator enthält, oder die siebartige Struktur kann mit Teilchen eines Katalysatorvorläuferstoffs beschichtet sein.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die flüssige Beschichtungszusammensetzung eine kinematische Viskosität von nicht mehr als 175 cSt (centi-Stokes) und eine Oberflächenspannung von nicht mehr als 300 dyn/cm.
  • Bei einer Ausführungsform ist der auf einen Träger geladene Katalysator oder der Katalysatorträger auf das Sieb durch Eintauchbeschichtung beschichtet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das dreidimensionale siebartige Material vor dem Beschichten oxidiert, zum Beispiel durch Erhitzen in Luft bei einer Temperatur von 300°C bis zu 700°C. In manchen Fällen, wenn das siebartige Material mit organischem Material verunreinigt ist, wird das siebartige Material vor der Oxidation gereinigt, z. B. durch Waschen mit einem organischen Lösungsmittel wie Aceton.
  • Das Beschichtungsbad ist vorzugsweise eine Lösungsmittelmischung aus organischen Lösungsmitteln und Wasser, in der die Teilchen dispergiert sind. Die Polarität des Lösungsmittelsystems ist vorzugsweise niedriger als die von Wasser, um eine hohe Löslichkeit des Katalysators zu vermeiden und um eine gute Aufschlämmung zum Beschichten zu erreichen. Das Lösungsmittelsystem kann eine Mischung aus Wasser, Amiden, Estern und Alkoholen sein. Die kinematische Viskosität des Beschichtungsbades beträgt vorzugsweise weniger als 175 cSt und die Oberflächenspannung beträgt vorzugsweise weniger als 300 dyn/cm.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die beschichtete siebartige Struktur Metalldrähte oder Fasern, und die beschichteten Metalldrähte oder Fasern werden in einer solchen Weise ausgewählt oder behandelt, dass die Oberflächenspannung höher als 50 dyn/cm ist, wie durch das in „Advances in Chemistry, 43, Contact Angle, Wettability and Adhesion, American Chemical Society, 1964" beschriebene Verfahren bestimmt.
  • Zur Beschichtung einer siebartigen Struktur, die Metallfasern einschließt, hat die flüssige Beschichtungszusammensetzung vorzugsweise eine Oberflächenspannung von 50 bis 300 dyn/cm, und weiter bevorzugt von 50 bis 150 dyn/cm, gemessen mit Hilfe des Kapillarröhrchen-Verfahrens, wie von T.C. Patton, „Paint Flow and Pigment Dispersion", 2n d Ed., Wiley-Interscience, 1979, Seite 223, beschrieben. Zugleich hat die flüssige Beschichtungszusammensetzung eine kinematische Viskosität von nicht mehr als 175 cSt, gemessen mit einem Kapillarviskosimeter und wie beschrieben in P.C. Hiemenz, „Principles of colloid and Surface Chemistry", 2nd Ed., Marcel Dekker Inc., 1986, Seite 182.
  • Bei einer solchen Ausführungsform ist die Oberflächenspannung des zu beschichtenden Metalls mit der Viskosität und Oberflächenspannung der flüssigen Beschichtungszusammensetzung so abgestimmt, dass die flüssige Beschichtungszusammensetzung in das Innere der Struktur gesaugt wird, um eine Partikelbeschichtung auf der siebartigen Struktur zu bewirken. Das Metall, das beschichtet werden soll, hat vorzugsweise eine Oberflächenspannung, die größer als 50 dyn/cm ist, und ist vorzugsweise höher als die Oberflächenspannung der flüssigen Beschichtungszusammensetzung, um eine spontane Benetzung und Eindringung der Flüssigkeit in das Innere des Siebes zu erhalten.
  • In dem Fall, wenn das Metall der zu beschichtenden Struktur nicht die gewünschte Oberflächenspannung hat, kann die Struktur hitzebehandelt werden, um die gewünschte Oberflächenspannung zu erzeugen.
  • Die flüssige Beschichtungszusammensetzung kann ohne Bindemittel oder Haftmittel, um eine Anhaftung der partikulären Beschichtung an die Struktur zu bewirken, hergestellt werden.
  • Die Oberfläche der zur beschichtenden Struktur kann auch chemisch oder physikalisch verändert werden, um die Anziehung zwischen der Oberfläche und den Teilchen, die die Beschichtung bilden, zu erhöhen, z.B. durch Hitzebehandlung oder chemische Modifikation der Oberfläche. Die Oberfläche der Struktur kann durch Beschichten der nicht-katalytischen Trägerpartikel modifiziert werden, um die Anhaftung zu verbessern.
  • Der Feststoffgehalt des Beschichtungsbads beträgt allgemein von 2 % bis 50 %, vorzugsweise von 5 % bis 30 %.
  • Das Bad kann auch Zusätze wie Tenside, Dispersionsmittel etc. enthalten. Im Allgemeinen beträgt das Gewichtsverhältnis von Zusätzen zu Teilchen im Beschichtungsbad von 0,0001 bis 0,4 und weiter bevorzugt von 0,001 bis 0,1.
  • Das siebartige Material wird vorzugsweise durch ein- oder mehrmaliges Eintauchen des siebartigen Materials in das Beschichtungsbad beschichtet, wobei man es zwischen den Eintauchvorgängen trocknet oder brennt. Die Temperatur des Bades ist vorzugsweise bei Raumtemperatur, sie muss aber ausreichend unter dem Siedepunkt der Flüssigkeit in dem Bad sein.
  • Nach dem Beschichten wird das siebartige Material, das eine poröse Beschichtung einschließt, die eine Vielzahl von Teilchen umfasst, getrocknet, wobei das Material dazu vorzugsweise in vertikaler Position ist. Das Trocknen wird vorzugsweise durch Kontakt mit einem strömenden Gas (wie zum Beispiel Luft) bei einer Temperatur von 20°C bis 150°C, weiter bevorzugt von 100°C bis 150°C ausgeführt. Nach dem Trocknen wird das beschichtete siebartige Material vorzugsweise gebrannt, z.B. bei einer Temperatur von 250°C bis 800°C, vorzugsweise 300°C bis 500°C, am meisten bevorzugt bei 400°C. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden Temperatur und Gasfluss abgestimmt, um eine Trocknungsrate zu erzeugen, die die Katalysatorbeschichtung nicht negativ beeinflusst, zum Beispiel durch Rissbildung, Verstopfen der Poren etc. In vielen Fällen ist eine langsamere Trocknungsrate bevorzugt.
  • Die Dicke der gebildeten Beschichtung kann variieren. Im Allgemeinen beträgt die Dicke mindestes 1 μm und im Allgemeinen nicht mehr als 100 μm. Typischerweise übersteigt die Dicke der Beschichtung nicht 50 μm, und noch typischerweise nicht 30 μm.
  • Der Innenanteil des beschichteten Siebmaterials hat eine Porosität, die ausreichend ist, um den Teilchen, die die Beschichtung umfassen, das Eindringen oder Wandern in das dreidimensionale Netzwerk zu ermöglichen. Somit bestimmt die Porengröße des dreidimensionalen Materials und die Teilchengröße der Teilchen, die die Beschichtung umfassen, effektiv die Menge und Gleichmäßigkeit der Beschichtung, die im Inneren des Materialnetzwerks abgelegt werden kann und/oder die Beschichtungsdicke des Netzwerks. Je größer die Porengröße ist, desto größer ist die Beschichtungsdicke, die gleichmäßig gemäß der Erfindung beschichtet werden kann.
  • Für den Fall, dass die Teilchen in Form eines Katalysatorvorläuferstoffs vorliegen, wird das Produkt nach der Ablagerung der Teilchen behandelt, um den Katalysatorvorläuferstoff in einen aktiven Katalysator umzuwandeln. Für den Fall, dass die Teilchen, die im dreidimensionalen Materialnetzwerk abgelagert werden, ein Katalysatorträger sind, kann der aktive Katalysator oder Katalysatorvorläuferstoff auf einen solchen Träger z.B. durch Sprayen, Eintauchen oder Tränken aufgetragen werden.
  • Bei Verwendung eines Beschichtungsbads kann das Beschichtungsbad in einigen Fällen Zusätze enthalten. Diese Zusätze verändern die physikalischen Eigenschaften des Beschichtungsbads, insbesondere die Viskosität und die Oberflächenspannung, so dass während des Eintauchens die Durchdringung des Siebs stattfindet und eine Beschichtung mit einer homogenen Verteilung im Inneren und Äußeren des Siebs erhalten werden kann. Sole verändern nicht nur die physikalischen Eigenschaften des Beschichtungsbads, sondern wirken auch als Bindungsmittel. Nach der Ablagerung wird der Gegenstand getrocknet und gebrannt.
  • Als repräsentative Stabilisierungsmittel können genannt werden: ein Polymer wie Polyacrylsäure, Acrylamine, organische quartäre Ammoniumverbindungen oder andere spezielle Mischungen, die auf Basis der Teilchen ausgewählt werden. Alternativ kann ein organisches Lösungsmittel für den gleichen Zweck verwendet werden. Beispiele solcher Lösungsmittel sind Alkohole oder flüssige Paraffine. Die Kontrolle des pH der Aufschlämmung, z.B. durch Zugabe von HNO3, ist eine weitere Methode, um die Viskosität und Oberflächenspannung der Beschichtungsaufschlämmung zu ändern.
  • Bei einer Ausführungsform, bei der die siebartige Struktur eine Vielzahl von Metallfaserschichten umfasst, kann der partikuläre Träger mit oder ohne Katalysator auf den siebartigen Katalysatorträger durch ein elektrophoretisches Verfahren aufgebracht werden, wie in US 6,217,732 (U.S. Anmeldenummer 09/156,023), eingereicht am 17. September 1998, beschrieben. Bei einem solchen Verfahren wird eine drahtsiebartige Struktur als eine der Elektroden verwendet und der partikuläre Träger, wie z. B. ein Aluminiumoxidträger mit der notwendigen Teilchengröße mit oder ohne Katalysator (was auch vorzugsweise Aluminiumoxid in Form eines Sols zur Förderung des Anheftens von größeren Teilchen auf das Drahtsieb einschließt), wird in einem Beschichtungsbad suspendiert. Ein Potential wird zwischen den Elektroden angelegt, eine davon ist die siebartige Struktur, die aus einer Vielzahl von Faserschichten gebildet ist, und die siebartige Struktur wird elektrophoretisch mit dem Aluminiumoxidträger mit oder ohne Katalysator beschichtet. Wenn der Aluminiumoxidträger keinen Katalysator enthält, kann der Katalysator dann zu der Katalysatorstruktur durch Tränken oder Eintauchen der Struktur (die die Aluminiumoxidbeschichtung enthält) in eine geeignete Lösung, die den Katalysator und möglichst einen oder mehr Aktivatoren enthält, zugegeben werden.
  • Wie oben gezeigt, kann der auf einen Träger geladene Katalysator von dem Siebmaterial durch Einfangen oder Zurückhalten des partikulären Trägers in den Zwischenräumen des Siebs getragen werden. Beispielsweise kann der partikuläre Träger bei der Herstellung einer siebartigen Struktur, die eine Vielzahl von Schichten von statistisch orientierten Fasern umfasst, in die Mischung eingebracht werden, die zur Herstellung der siebartigen Struktur verwendet wird, wobei die siebartige Struktur mit dem in den Zwischenräumen des Siebs zurückgehaltenen partikulären Träger hergestellt wird. Beispielsweise können solche siebartigen Strukturen, wie in den vorgenannten Patenten beschrieben, hergestellt werden, und wobei ein geeigneter Träger zu dem Sieb, das Fasern und einen Binder wie zum Beispiel Cellulose enthält, zugesetzt wird. Die hergestellte Siebstruktur enthält den partikulären Träger, der in der Siebstruktur zurückgehalten wird. Der partikuläre Träger, der in der Siebstruktur zurückgehalten ist, wird dann mit den Katalysatorvorläuferstoffen getränkt und thermisch behandelt, um den Katalysator zu erhalten.
  • Alternativ kann der hier oben beschriebene selektive Hydrierungskatalysator direkt auf das Sieb aufgebracht werden, das mit einer Oxidschicht beschichtet wurde. Beispielsweise kann das Sieb erhitzt werden, um eine Oxidschicht zu bilden. Der Katalysator kann dann durch chemische Dampfabscheidung oder andere Mittel aufgetragen werden. Bei einer solchen Ausführungsform haben die Fasern des Siebs vorzugsweise einen Durchmesser von weniger als 30 μm, und mehr bevorzugt von 8 μm bis 25 μm. Vorzugsweise umfasst das Sieb eine Vielzahl von Faserschichten, die in der Schicht statistisch orientiert sind.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung jede Reaktion, die mit selektiver Hydrierung von Verunreinigungen in einer kohlenwasserstoffhaltigen Beschickung verbunden ist, umfasst, wird die Erfindung jetzt insbesondere bezüglich der selektiven Hydrierung von acetylenischen und/oder dienischen Verunreinigungen in einer Beschickung, die mindestens ein Monoolefin enthält, beschrieben.
  • Bei einer Ausführungsform wird die selektive Hydrierung der acetylenischen und/oder dienischen Verunreinigungen in einer Einstufen-Hydrierung in Gegenwart des geträgerten Katalysators, wie hier beschrieben, durchgeführt. Bei einer Ausführungsform wird die Beschickung als eine Flüssigkeit eingebracht und kann teilweise oder vollständig während der Hydrierung verdampft werden. Gemäß einer Ausführungsform wird die Hydrierung in der flüssigen Phase durchgeführt, wobei man nicht mehr als 5 % der Beschickung während der Hydrierung verdampft. Es kann jedoch von Vorteil sein, die Reaktion mit Verdampfung von mehr als 5 % der Beschickung durchzuführen.
  • Bei einer solchen Ausführungsform werden eine Beschickung, die selektiv hydriert werden soll, und ein Wasserstoff enthaltendes Gas in den katalytischen Hydrierungsreaktor bei einer Temperatur von 0°C bis 50°C eingebracht, und die Auslasstemperatur der katalytischen Hydrierungszone übersteigt im Allgemeinen nicht 60°C. Die katalytische Hydrierungszone wird im Allgemeinen bei einem Druck von 14 bis 35 kg/cm2 betrieben.
  • Abhängig vom Grad der acetylenischen und/oder dienischen Verunreinigungen in der Beschickung, der Einlasstemperatur und der zulässigen Auslasstemperatur, kann es nötig sein, einen Teil des Produktes in die Reaktionszone zurückzuführen (das Zurückgeführte wird vor der Einbringung in die Reaktionszone mit der Beschickung und Wasserstoff gemischt).
  • Im Allgemeinen überschreitet das Rückführungsverhältnis (basierend auf frischer Kohlenwasserstoffbeschickung), falls angewendet, nicht 5 : 1, und vorzugsweise überschreitet es nicht 3 : 1; entsprechend kann das Rückführungsverhältnis im Bereich von 0 : 1 bis 5 : 1 liegen.
  • Der Wasserstoff wird in den Reaktor in einer Menge eingebracht, die ausreicht, um die erforderliche selektive Hydrierung von acetylenischen und/oder dienischen Verunreinigungen zu bewirken, wobei eine Erhöhung des Verhältnisses von Wasserstoff/Verunreinigungen zu einer Verringerung der Selektivität der Hydrierung führt. Im Allgemeinen wird das molare Beschickungsverhältnis von Wasserstoff zu Verunreinigung durch die Konzentration an Verunreinigung bestimmt. Der Wasserstoff kann in einem geeigneten Verdünnungsmittel, wie zum Beispiel Methan, eingebracht werden.
  • Ein oder mehrere Reaktoren können zur Entfernung der Verunreinigungen verwendet werden, wobei das Wasserstoff/Verunreinigungs-Verhältnis im zweiten von zwei Reaktoren in Reihe im Allgemeinen größer als im ersten ist und durch die Einlasskonzentration der Verunreinigung bestimmt wird und durch die Einlasskonzentration der Verunreinigung in den zweiten Reaktor bestimmt wird.
  • Die Auswahl einer geeigneten HSV (engl.: hourly space velocity) der Flüssigkeiten sollte dem Fachmann klar sein. Allgemein wird ein Anstieg an Selektivität bei höherer HSV der Flüssigkeit erhalten.
  • Bei einer Ausführungsform wird ein Propylenstrom, der Methylacetylen und Propadien als Verunreinigungen enthält, einer selektiven Hydrierung gemäß der vorliegenden Erfindung so unterzogen, dass solch ein propylenhaltiger Strom im Allgemeinen 0,5 bis 5,0 Mol-% und in einigen Fällen sogar größere Mengen von solchen Verunreinigungen enthält.
  • In einigen Fällen, was von dem Verunreinigungsgehalt der Beschickung als auch von anderen Faktoren abhängt, kann das Produkt aus der ersten selektiven katalytischen Hydrierung einer zweiten katalytischen Hydrierung unterzogen werden. Im Fall der Verwendung eines zweiten Reaktors oder Reaktorzone wird eine solche zweite Reaktorzone im Allgemeinen bei einem Druck ähnlich dem Druck der ersten katalytischen Hydrierungsstufe betrieben. Der zweite Reaktor wird im Allgemeinen bei einer Einlasstemperatur in der Größenordnung von 30°C bis 50°C und bei einer Auslasstemperatur, die 60°C nicht überschreitet, betrieben. Die zweite Stufe wird im Allgemeinen mit einem molaren Wasserstoff/Verunreinigungs-Verhältnis von 3 bis 40 Mol an Wasserstoff/Mol Verunreinigung betrieben, wenn die erste Stufe vorzugsweise mit weniger als 5 Gew.-% Verdampfung der Beschickung betrieben wird.
  • Bei einer anderen Ausführungsform wird die Beschickung, die die Verunreinigung enthält, als Dampf bei einer Temperatur im Allgemeinen zwischen 37,8°C (100°F) und 121,1°C (250°F) zugeführt. Das molare Wasserstoff/Verunreinigungs-Verhältnis in der Beschickung liegt im Allgemeinen zwischen 1,1 und 5,0. Ein oder mehrere Reaktoren können verwendet werden.
  • Bei einer anderen Ausführungsform wird die Beschickung, die die Verunreinigung enthält, einer Destillationssäule, wobei die siebartige Struktur, die den Katalysator enthält oder mit Katalysator beschichtet ist, auch als Destillationsfüllung dient, zugeführt.
  • Bei allen oben genannten Ausführungsformen kann Kohlenmonoxid entweder in der Beschickung vorhanden sein oder der Beschickung als ein selektiver Aktivator zugegeben werden. Das Kohlenmonoxid kann entweder zum Wasserstoff oder zu der kohlenwasserstoffhaltigen Beschickung zugegeben werden.
  • Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die folgenden Beispiele beschrieben, es ist jedoch nicht beabsichtigt, den Umfang der vorliegenden Erfindung dadurch zu beschränken.
  • Beispiel 1
  • sEs wurde ein partikulärer Katalysator und der gleiche auf ein Sieb geträgerter Katalysator bei der selektiven Hydrierung von Methylacetylen und Propadien in einem Strom, der Propylen enthält, verwendet. Der partikuläre Katalysator ist ein Palladium-Silber-Katalysator auf Aluminiumoxid mit einer Oberfläche von 8 m2/g. Der Katalysator wurde auf ein Sieb wie folgt geladen: Der Katalysator wurde auf eine mittlere Teilchengröße von 3 μm gemahlen. Danach wurde eine Aufschlämmung der Teilchen in Wasser mit 10 % Feststoffanteil hergestellt. Zu dieser Aufschlämmung wurden 0,1 g kommerziell erhältliches kationisches Acrylamidpolymer und 0,2 g eines 20 %-igen Aluminiumoxid-Sols (NyacolTM) pro 10 g des geträgerten Katalysators zugegeben. Die Aufschlämmung wurde in ein Bad mit zwei rostfreien Stahlelektroden, die mit dem positiven Pol einer Spannungsversorgung verbunden sind, geschüttet. Eine Siebprobe mit einer Dicke von 0,8 mm, mit Fasern aus rostfreiem Stahl von 12 μm Durchmesser und einem Porenvolumen von 90 %, wurde zurechtgeschnitten, um sie den Dimensionen der Elektroden anzupassen. Das Sieb wurde mit Aceton gespült und an Luft bei 300°C für eine Stunde gebrannt, um organische Verunreinigungen zu entfernen. Das Sieb wurde in gleichen Abständen und parallel zu den Elektroden angeordnet und mit dem negativen Pol der Spannungsversorgung verbunden. Ein Potential von 10 Volt wurde für 60 Sekunden angelegt, währenddessen der auf einen Träger geladene Katalysator auf dem Sieb abgeschieden wurde. Das beschichtete Sieb wurde aus dem Bad entfernt und bei 500°C für eine Stunde an Luft gebrannt. Die Menge des auf einen Träger geladenen Katalysators, die auf dem Sieb abgeschieden wurde, betrug 22 des Gesamtgewichts des Siebes und des geträgerten Katalysators. Das beschichtete Netz wurde in Streifen von ungefähr 5 mm mal 10 mm geschnitten. Die Katalysatoren wurden in den Reaktor zwischen 1 mm großen α-Al2O3-Kügelchen und Glaswolle eingebracht.
  • Die Aktivitäten der Palladium-Silber-Extrudate und des gleichen Katalysators, der auf ein Sieb aufgebracht wurde, wurde für die selektive Hydrierung von Methylacetylen und Propadien in einem Strom, der Propylen enthält, gemessen. Die Beschickung in den Reaktor, der einen äußeren Durchmesser von 19,05 mm (0,75 Zoll) hatte, bestand aus:
    0,78 Gew.-% bis 0,84 Gew.-% Methylacetylen
    0,32 Gew.-% bis 0,33 Gew.-% Propadien
    21,3 Gew.-% bis 23,5 Gew.-% Propylen
    gelöster Wasserstoff, molares Verhältnis H2/(MA + PD) = 0,75–0,83 Rest-Isobutan
  • Die selektive Hydrierung wurde bei einer LHSV (engl.: liquid hourly space velocity) von 367 bis 369 Std.–1 durchgeführt.
  • Am Ende der Reaktion wurde die Propadien-Umwandlung (%) und Selektivität (%) der Reaktion in Gegenwart des partikulären Katalysators allein und des gleichen auf einem Sieb geträgerten Katalysators gemessen. Die Selektivität ist folgendermaßen definiert:
  • Erzeugtes Propylen/(Methylacetylen + umgewandeltes Propadien) × 100. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 unten angegeben. Tabelle 1
    Figure 00200001
  • Beispiel 2
  • Ein selektiver Hydrierungskatalysator, der Pd und Ag auf einem inerten Träger enthält, wurde in einer Eiger-Kugelmühle für 15 Minuten bei 4000 upm gemahlen, um eine Aufschlämmung mit 25 Gew.-% an Feststoffen herzustellen und um eine mittlere Teilchengröße von 1,5 μm zu erzeugen. Zu dieser Aufschlämmungsmischung wurden 1 Gew.-% von Nyacol-Aluminiumoxid-Sole auf Basis des Feststoffgewichts in der Aufschlämmung zugegeben, und die Aufschlämmung wurde auf 17,3 % verdünnt. Eine 0,8 mm dicke Platte aus rostfreiem Stahl, die 12 μm Fasern bei einer Porosität von 90 % enthält, wurde zugeschnitten, gewellt und in 16 verschiedene Plattengrößen geformt. Die unterschiedlichen Plattengrößen wurden dann mit dieser Aufschlämmungsmischung durch Eintauchen der einzelnen Platten beschichtet. Die überschüssige Aufschlämmung wurde von den Platten durch Schütteln und Abtupfen mit einem Papiertuch entfernt. Die Platten wurden dann bei 120°C für 15 Minuten getrocknet. Nach dem Trocknen wurden die Platten bündelweise für eine Hitzebehandlung in Luft bei 500°C gestapelt. Insgesamt wurden 22 Bündel, wobei der durchschnittliche Prozentsatz an Katalysator auf den beschichteten Bündeln 14,4 % beträgt, hergestellt. Diese Bündel wurden in einen Festbettreaktor gegeben und erfolgreich für die selektive Hydrierung von MAPD in der Gasphase verwendet.
  • Beispiel 3
  • Ein selektiver Hydrierungskatalysator, der Pd und Ag auf einem inerten Träger enthält, wurde in einer Eiger-Kugelmühle für 15 Minuten bei 4000 upm gemahlen, um eine Aufschlämmung mit 21 Gew.-% an Feststoffen herzustellen und um eine mittlere Teilchengröße von 1,5 μm zu erzeugen. Zu dieser Aufschlämmungsmischung wurden 1 Gew.-% von Nyacol-Aluminiumoxid-Sole auf Basis des Feststoffgewichts in der Aufschlämmung zugegeben, und die Aufschlämmung wurde auf 10 % verdünnt. Eine Platte aus rostfreiem Stahl, die aus 12 μm Fasern hergestellt wurde, und eine Dicke von 0,8 mm mit einer Porosität von 90 % aufwies, wurde zugeschnitten, gewellt und mit einer flachen Platte in einen Monolithen mit 17 mm Außendurchmesser und 45 mm Länge gerollt. Insgesamt wurden 22 Monolithe hergestellt. Die verschiedenen Monolithe wurden dann mit dieser Aufschlämmungsmischung durch Eintauchbeschichtung der einzelnen Monolithe beschichtet. Die überschüssige Aufschlämmung auf der Platte wurde mit einem Luftschaber entfernt. Die Monolithe wurden dann bei 120°C für 20 Minuten getrocknet und in Luft bei 500°C für eine Stunde behandelt. Insgesamt wurden 22 Monolithe hergestellt, wobei der durchschnittliche Prozentsatz an Katalysator auf den beschichteten Monolithen 8,63% beträgt. Diese Monolithe wurden in einen Festbettreaktor eingebracht und erfolgreich zur selektiven Hydrierung einer flüssigen Phase von 1,3-Butadien verwendet.

Claims (30)

  1. Verfahren zum selektiven Hydrieren einer Verunreinigung in einer Kohlenwasserstoffhaltigen Beschickung, umfassend: das selektive Hydrieren der Verunreinigung in Gegenwart eines auf einen teilchenförmigen Träger geladenen selektiven Hydrierungskatalysators, wobei der auf den Träger geladene Katalysator von einer Siebstruktur getragen wird und die Siebstruktur ein dreidimensionales Netzwerk aus einer Vielzahl Schichten ist, die aus statistisch in den Schichten angeordneten Fasern bestehen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Fasern einen Durchmesser unter 30 μm haben.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Fasern einen Durchmessern von 8 μm bis 25 μm haben.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verunreinigung aus der Gruppe aus Acetylenverbindungen, Dienen und Gemischen davon ausgewählt ist und die Beschickung wenigstens ein Monoolefin und die Verunreinigung enthält.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verunreinigung aus der Gruppe aus Olefinen und Dienen ausgewählt ist und die Beschickung wenigstens eine Verunreinigung und eine aromatische Verbindung enthält.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verunreinigung aus der Gruppe aus Acetylenen und einer Verbindung mit benachbarten Doppelbindungen ausgewählt ist und die Beschickung eine Verbindung mit durch wenigstens eine Einfachbindung getrennte Doppelbindungen enthält.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Beschickung ferner Kohlenmonoxid enthält.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, worin der teilchenförmige Träger eine Oberfläche von 0,1 m2/g bis 300 m2/g aufweist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der teilchenförmige Träger eine Oberfläche von 1 m2/g bis 200 m2/g hat.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der auf den Träger geladene Katalysator Palladium, Platin, Silber, Nickel oder eine Kombination davon enthält.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der auf den Träger geladene Katalysator einen Metallgehalt von 0,05 % bis 25 % hat.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Sieb ein Porenvolumen von wenigstens 45 % hat.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Sieb ein Porenvolumen von wenigstens 55 % hat.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Sieb ein Porenvolumen von wenigstens 65 % hat.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Sieb ein Porenvolumen von wenigstens 90 % hat.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Sieb ein Porenvolumen von nicht über 95 % hat.
  17. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der auf den Träger geladene Katalysator auf die Siebstruktur aufgetragen wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der auf den Träger geladene Katalysator in Zwischenräumen der Siebstruktur eingeschlossen ist.
  19. Verfahren zum selektiven Hydrieren einer Verunreinigung in einer Kohlenwasserstoff-haltigen Beschickung, umfassend: das selektive Hydrieren der Verunreinigung in Gegenwart eines selektiven Hydrierungskatalysators, wobei der Katalysator auf eine Siebstruktur aufgetragen ist und die Siebstruktur ein dreidimensionales Netzwerk aus einer Vielzahl Schichten ist, die aus statistisch in den Schichten angeordneten Fasern bestehen.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Fasern einen Durchmesser von unter 30 μm haben.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Fasern einen Durchmesser von 8 μm bis 25 μm haben.
  22. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Verunreinigung aus der Gruppe aus Acetylenverbindungen, Dienen und Gemischen davon ausgewählt ist und die Beschickung wenigstens ein Monoolefin und die Verunreinigung enthält.
  23. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Verunreinigung aus der Gruppe aus Olefinen und Dienen ausgewählt ist und die Beschickung wenigstens eine Verunreinigung und eine aromatische Verbindung enthält.
  24. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Verunreinigung aus der Gruppe aus Acetylenen und einer Verbindung mit benachbarten Doppelbindungen ausgewählt ist und die Beschickung eine Verbindung mit durch wenigstens eine Einfachbindung getrennte Doppelbindungen enthält.
  25. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Beschickung ferner Kohlenmonoxid enthält.
  26. Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Sieb ein Porenvolumen von wenigstens 45 % hat.
  27. Verfahren nach Anspruch 26, wobei das Sieb ein Porenvolumen von wenigstens 55 % hat.
  28. Verfahren nach Anspruch 27, wobei das Sieb ein Porenvolumen von wenigstens 65 % hat.
  29. Verfahren nach Anspruch 28, wobei das Sieb ein Porenvolumen von wenigstens 90 % hat.
  30. Verfahren nach Anspruch 29, wobei das Sieb ein Porenvolumen von nicht über 95 % hat.
DE60005925T 1999-01-21 2000-01-07 Verfahren zur selektiven hydrierung, sowie katalysator zur verwendung dabei Expired - Lifetime DE60005925T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11664999P 1999-01-21 1999-01-21
US116649P 1999-01-21
PCT/US2000/000522 WO2000043337A1 (en) 1999-01-21 2000-01-07 Selective hydrogenation process and catalyst therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60005925D1 DE60005925D1 (de) 2003-11-20
DE60005925T2 true DE60005925T2 (de) 2004-07-29

Family

ID=22368437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60005925T Expired - Lifetime DE60005925T2 (de) 1999-01-21 2000-01-07 Verfahren zur selektiven hydrierung, sowie katalysator zur verwendung dabei

Country Status (18)

Country Link
US (1) US6388150B1 (de)
EP (1) EP1144350B1 (de)
JP (1) JP2002535296A (de)
KR (1) KR100678789B1 (de)
CN (1) CN1165503C (de)
AR (1) AR022308A1 (de)
AT (1) ATE252070T1 (de)
AU (1) AU759999B2 (de)
BR (1) BR0007568B1 (de)
CA (1) CA2359058C (de)
DE (1) DE60005925T2 (de)
ES (1) ES2208270T3 (de)
MY (1) MY121137A (de)
NO (1) NO329477B1 (de)
PT (1) PT1144350E (de)
RU (1) RU2217403C2 (de)
TW (1) TWI226327B (de)
WO (1) WO2000043337A1 (de)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6616909B1 (en) * 1998-07-27 2003-09-09 Battelle Memorial Institute Method and apparatus for obtaining enhanced production rate of thermal chemical reactions
DK1292672T3 (da) * 2000-06-19 2006-06-19 Bekaert Sa Nv Immobiliseringsbærer omfattende et poröst medium
EP1340541A1 (de) * 2002-02-28 2003-09-03 Corning Incorporated Strukturierter Katalysator mit einem dicken "Washcoat"-Überzug und dessen Herstellungsverfahren
US20040004031A1 (en) * 2002-06-26 2004-01-08 Boger Thorsten R. System and process for pyrolysis gasoline hydrotreatment
US6936561B2 (en) 2002-12-02 2005-08-30 Corning Incorporated Monolithic zeolite coated structures and a method of manufacture
US20040122272A1 (en) * 2002-12-23 2004-06-24 Van Egmond Cor F. Process and apparatus for removing unsaturated impurities from oxygenates to olefins streams
US20040122274A1 (en) * 2002-12-23 2004-06-24 Van Egmond Cor F. Process and apparatus for removing unsaturated impurities from oxygenates to olefins streams
CN100438975C (zh) * 2002-12-30 2008-12-03 四川大学 一种乙炔选择加氢制乙烯反应用催化剂及其制备方法
US7045670B2 (en) * 2003-09-03 2006-05-16 Synfuels International, Inc. Process for liquid phase hydrogenation
US7408089B2 (en) * 2004-03-19 2008-08-05 Catalytic Distillation Technologies Ni catalyst, process for making catalysts and selective hydrogenation process
DE102004049940A1 (de) * 2004-10-13 2006-04-20 Basf Ag Verfahren zur Herstellung eines C4-Olefin-Gemisches durch Selektivhydrierung und Metatheseverfahren zur Verwendung dieses Stroms
US20060084830A1 (en) * 2004-10-20 2006-04-20 Catalytic Distillation Technologies Selective hydrogenation process and catalyst
WO2006080326A1 (ja) * 2005-01-25 2006-08-03 Ajinomoto Co., Inc. ヌクレオシド誘導体の製造方法
JP2007153738A (ja) 2005-11-30 2007-06-21 Kuraray Co Ltd 1,3−ブタジエンを含む混合物およびその製造方法
US8999141B2 (en) * 2008-06-30 2015-04-07 Uop Llc Three-phase hydroprocessing without a recycle gas compressor
US8487150B2 (en) * 2008-07-18 2013-07-16 Basf Se Process for hydrogenating butadiyne
CN102803443B (zh) * 2009-06-11 2015-02-11 国际壳牌研究有限公司 裂解汽油原料的选择性氢化和加氢脱硫的方法
US9192916B2 (en) * 2009-09-21 2015-11-24 Uop Llc Selective hydrogenation of dienes in the manufacture of MLAB
US20110071020A1 (en) * 2009-09-21 2011-03-24 Uop Llc Selective Hydrogenation of Dienes in the Manufacture of MLAB
US20120209042A1 (en) 2011-02-10 2012-08-16 Saudi Basic Industries Corporation Liquid Phase Hydrogenation of Alkynes
CN103059914B (zh) * 2011-10-21 2015-03-18 中国石油化工股份有限公司 脱除轻质石油产品中二烯烃和腈类的方法
WO2013060821A1 (en) * 2011-10-27 2013-05-02 Dsm Ip Assets B.V. New catalytic system
RU2479563C1 (ru) * 2012-03-20 2013-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Способ получения алкилбензолов
CN109622032A (zh) * 2018-12-19 2019-04-16 武汉轻工大学 纤维素磁性微球的制备方法及快速氢化反应方法
CN115196591B (zh) * 2022-07-12 2024-02-13 厦门大学 一种基于波浪结构的用于醇类重整制氢反应的柔性微反应器

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3325556A (en) 1964-05-18 1967-06-13 Universal Oil Prod Co Selective hydrogenation of acetylene in a mixture of acetylene and other unsaturated hydrocarbons
US3489809A (en) * 1968-04-17 1970-01-13 Engelhard Min & Chem Selective hydrogenation with a catalyst on a honeycomb support
JPS5594646A (en) * 1979-01-11 1980-07-18 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Catalyst carrier made of woven fabric of metal fiber
JPS5784745A (en) * 1980-11-14 1982-05-27 Mitsubishi Chem Ind Ltd Catalyst for removing acetylenic compound in olefin and preparation thereof
DE3143647A1 (de) * 1981-11-04 1983-05-11 Chemische Werke Hüls AG, 4370 Marl Verfahren zur selektiven hydrierung von mehrfach ungesaettigten kohlenwasserstoffen in kohlenwasserstoff-gemischen
US4514520A (en) * 1982-11-18 1985-04-30 N.V. Bekaert S.A. Catalyst and method of its preparation
JPS62155937A (ja) * 1985-08-30 1987-07-10 Agency Of Ind Science & Technol 金および金系複合酸化物を担持した触媒体を製造する方法
US5187021A (en) * 1989-02-08 1993-02-16 Diamond Fiber Composites, Inc. Coated and whiskered fibers for use in composite materials
US5080963A (en) 1989-05-24 1992-01-14 Auburn University Mixed fiber composite structures high surface area-high conductivity mixtures
CN1048892A (zh) 1989-05-24 1991-01-30 奥本大学 混合纤维复合材料结构及其制法和用途
US5102745A (en) 1989-11-13 1992-04-07 Auburn University Mixed fiber composite structures
DE3926561A1 (de) * 1989-08-11 1991-02-14 Basf Ag Palladiumkatalysatoren
US5073236A (en) * 1989-11-13 1991-12-17 Gelbein Abraham P Process and structure for effecting catalytic reactions in distillation structure
US5096663A (en) 1990-05-29 1992-03-17 Auburn University Method of optimizing composite preparation for electrical properties: maximum capacitance electrodes
US6113722A (en) * 1991-04-24 2000-09-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Air Force Microscopic tube devices and method of manufacture
JP2550451B2 (ja) * 1991-10-22 1996-11-06 日清製粉株式会社 超微粒子で表面が被覆された繊維または織布の製造方法
AU654757B2 (en) * 1992-02-10 1994-11-17 Chemical Research & Licensing Company Selective hydrogenation of C5 streams
US5266546A (en) * 1992-06-22 1993-11-30 Chemical Research & Licensing Company Catalytic distillation machine
ZA945342B (en) * 1993-12-08 1995-03-01 Chemical Res & Licensin Selective hydrogenation of highly unsaturated compounds in hydrocarbon streams
US5595634A (en) * 1995-07-10 1997-01-21 Chemical Research & Licensing Company Process for selective hydrogenation of highly unsaturated compounds and isomerization of olefins in hydrocarbon streams
DE19636064A1 (de) * 1996-09-05 1998-03-12 Basf Ag Verfahren zur Hydrierung
US5877363A (en) * 1996-09-23 1999-03-02 Catalytic Distillation Technologies Process for concurrent selective hydrogenation of acetylenes and 1,2 butadine in hydrocarbon streams
US6217732B1 (en) 1997-09-23 2001-04-17 Abb Business Services Inc. Coated products

Also Published As

Publication number Publication date
ES2208270T3 (es) 2004-06-16
KR20020009555A (ko) 2002-02-01
TWI226327B (en) 2005-01-11
RU2217403C2 (ru) 2003-11-27
CN1347394A (zh) 2002-05-01
MY121137A (en) 2005-12-30
WO2000043337A1 (en) 2000-07-27
EP1144350A1 (de) 2001-10-17
CA2359058C (en) 2007-12-18
ATE252070T1 (de) 2003-11-15
NO20013556L (no) 2001-09-19
EP1144350B1 (de) 2003-10-15
AU759999B2 (en) 2003-05-08
NO20013556D0 (no) 2001-07-18
AR022308A1 (es) 2002-09-04
KR100678789B1 (ko) 2007-02-05
CN1165503C (zh) 2004-09-08
BR0007568B1 (pt) 2010-11-16
NO329477B1 (no) 2010-10-25
JP2002535296A (ja) 2002-10-22
US6388150B1 (en) 2002-05-14
CA2359058A1 (en) 2000-07-27
PT1144350E (pt) 2004-03-31
AU2497500A (en) 2000-08-07
BR0007568A (pt) 2001-12-04
DE60005925D1 (de) 2003-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60005925T2 (de) Verfahren zur selektiven hydrierung, sowie katalysator zur verwendung dabei
DE69937861T2 (de) Verwendung von Trägerkatalysatoren zur Umsetzung von organischen Verbindungen
DE1919336C3 (de) Verfahren zur selektiven Entfernung von Acetylenverbindungen aus einem gasförmigen, rohen Alkenstrom
DE60035449T2 (de) Katalysator mit guter Ereichbarkeit und mit Elementen der Grupen 8, 9 und 10, und seine Verwendung in einem Verfahren für die Dehydrierung von Paraffinen
EP1915207A2 (de) Mehrschichtkatalysator auf niobbasis zur katalytischen umsetzung von kohlenwasserstoffen
EP1560647B1 (de) Verfahren zur regenerierung eines hydrierkatalysators
DE69817282T2 (de) Neue Katalysatoren für die Umwandlungsreaktionen von organischen Verbindungen
DE1935073B2 (de)
DE19546514B9 (de) Katalysator und dessen Verwendung
DE60004682T2 (de) Hydrierungskatalysatoren
EP0724907B1 (de) Palladium-Trägerkatalysatoren
EP1243334A1 (de) Herstellung einer wasserabweisenden Katalysatorschicht auf einem keramischen oder metallischen Träger
EP0681868B1 (de) Kohlenstoffhaltige Katalysatorträger und Verfahren zu deren Herstellung
DE2702327C2 (de)
DE10216748A1 (de) Modifizierte Katalysatoren für die Hydrierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen
WO2007085581A1 (de) Verfahren zur hydrierung von polymeren und dafür geeignete hydrierkatalysatoren
DE2030321C3 (de) Verfahren zum Regenerieren von Platinmetall-Rhenium-Katalysatoren auf hitzebeständigen Metalloxidträgern
DE4433023C2 (de) Katalysator für die Hydrierung von Nitroaromaten und Verfahren zu seiner Herstellung
MXPA01007318A (es) Procedimiento de hidrogenacion selectiva y catalizador para el mismo
DE1767710C3 (de) Verfahren zum Auftragen gleichmäßiger Überzüge großer Oberfläche aus aktivem Aluminiumoxid auf Katalysatorträger
DE10216745A1 (de) Ruthenium-Katalysatoren für die Hydrierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen
DE2212204A1 (de) Verfahren zur regenerierung eines entaktivierten kohlenwasserstoffumwandlungskatalysators
DE102009018110A1 (de) Silber-Palladium-Mischoxid, Verfahren zu seiner Herstellung sowie Verwendung
DE2154592A1 (de) Krackverfahren von niedriger schaerfe
DE1212661B (de) Verfahren zur katalytischen Behandlung von Kohlenwasserstoffdestillaten

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition