DEU0002056MA - - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
Tag der Anmeldung: 20. September 1950 Bekanntgemacht am 12. April 1956
DEUTSCHES PATENTAMT
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur katalytischen Umformung von Benzinfraktionen bei
erhöhten Temperaturen und vorzugsweise in Gegenwart von den Benzinfraktionen zugemischtem Wasserstoff.
Die gemäß der Erfindung zu behandelnde gesättigte Benzinfraktion kann direkt gewonnenes Benzin,
Naturbenzin usw., z. B. ein Benzin von vollem Siedebereich mit einem Anfangssiedepunkt von etwa
io bis etwa 40° und einem Endsiedepunkt von etwa 190 bis etwa 220° sein; es kann aber auch eine Fraktion
hieraus gewählt werden, die gewöhnlich eine höhersiedende Fraktion sein wird, wie sie im allgemeinen
als Naphtha bezeichnet wird und einen Anfangssiedepunkt von etwa 65 bis etwa 1200 und einen
Endsiedepunkt von etwa 170 bis etwa 2200 hat.
»Umformung« bedeutet die Behandlung von Benzinfraktionen zur Verbesserung der Antiklopfeigenschaften.
Um die besten Ergebnisse bei der Umformung zu erhalten, ist es zweckmäßig, die naph-
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thenischen Kohlenwasserstoffe unter Bildung aromatischer zu dehydrieren, die geradkettigen Paraffinkohlenwasserstoffe
unter Bildung von aromatischen zu cyclisieren sowie eine geregelte Art von Krackung
zu bewirken, die sowohl bezüglich der Menge wie der Qualität selektiv ist. Außerdem treten verschiedene
andere nebenher laufende Umsetzungen, wie Isomerisierung, Wasserstoff umlagerung usw., auf.
Die Spaltung von Kohlenstoff-Kohlenstoffbindungen ist hierbei einer der wichtigen Faktoren. Im allgemeinen
haben die Erzeugnisse von niedrigerem Molekulargewicht höhere Octanzahlen. Ferner tritt
während der Krackung Isomerisierung oder andere molekulare Umlagerung auf, die ebenfalls zu Produkten
von höheren Antiklopfeigenschaften führt. Die selektive Krackung ist auch besonders vorteilhaft, wenn die
Beschickung über etwa 205 ° siedende Bestandteile enthält, um diese Bestandteile in eine unter etwa 205°
siedende Fraktion umzuwandeln. Die selektive Krackung führt daher nicht nur zu einem Erzeugnis
von verbesserter Beschaffenheit, sondern auch zu einer Erhöhung der Menge der erwünschten Produkte.
Die Krackung darf nicht zur Zersetzung der
normalerweise flüssigen Kohlenwasserstoffe in wesentlichem oder gar vollständigem Ausmaß irr normalerweise
gasförmige - Kohlenwasserstoffe, sondern zur Aufspaltung eines höhersiedenden Kohlenwasserstoffmoleküls
in zwei Moleküle, die beide normalerweise flüssige Kohlenwasserstoffe sind, führen. In geringerem
Umfang erfolgt auch eine Entfernung von Methyl-, Äthyl- und in noch geringerem Ausmaße von Propylgruppen'
in Form von Methan, Äthan und Propan derart, daß nicht mehr als ein oder möglicherweise
zwei derartige Radikale aus dem vorliegenden Molekül entfernt werden. Zum Beispiel kann Dekan zu zwei
Pentanmolekülen, Heptan zu Hexan, Nonan zu Octan oder Heptan usw. reduziert werden.
Andererseits führt eine nicht selektive . oder ungeregelte
Krackung zu einer rascheren Ablagerung größerer Mengen Koks oder kohlenstoffhaltigen
Materials auf dem Katalysator, dessen Wirksamkeit für die Umformung vermindert oder zerstört wird.
Dies erfordert häufigere Regenerierung des Katalysators, und es kann sogar notwendig sein, die Einheit
stillzulegen, um den alten Katalysator zu entfernen und durch neuen Katalysator zu ersetzen.
Andere Untersuchungen haben gezeigt, daß die Gegenwart von Wasserstoff die Menge der kohlenstoffhaltigen
Ablagerungen auf dem Katalysator ver-' 50 ringert. Derartige Umformungsverfahren sind als
»Hydroformierung« bekannt. Es ist jedoch wesentlich,
daß kein Nettoverbrauch an Wasserstoff vorliegt. Erfindungsgemäß wird eine den vorstehenden Anforderungen
entsprechende Umformung. dadurch er-
.55 zielt, daß man in Gegenwart eines Katalysators arbeitet, der Aluminiumoxyd, Platin und etwa 0,1 bis
etwa 8 Gewichtsprozent gebundenes Halogen enthält. Die beim Verfahren der Erfindung bevorzugt verwendeten
Katalysatoren enthalten 0,01 bis 1 Gewichtsprozent Platin und gebundenes Fluor in einer Menge
von etwa 0,1 bis 3°/0, bezogen auf das Aluminiumoxydgewicht oder gebundenes Chlor in einer Menge
von 0,5 bis 5 Gewichtsprozent des Aluminiumoxyds.
Besonders zweckmäßig ist es, einen halogenhaltigen. Platinkatalysator zu verwenden, dessen Aluminiumoxydgehalt
aus gefälltem und gewaschenem Aluminiumhydroxyd
stammt und der vor seiner Anwendung bei etwa 425 bis 650° erhitzt wurde. ;
Für die Herstellung der gemäß der Erfindung zu verwendenden Katalysatoren wird im vorliegenden
Rahmen kein Schutz beansprucht.
Bei einer besonderen Äusführungsform des Verfahrens der Erfindung wird eine direkt gewonnene
Benzinfraktion bei einer Temperatur von etwa 315 bis etwa 5400, einem Druck von 3,4 bis etwa 68 atü
und einer Raumgeschwindigkeit von 0,5 bis 10 Gewichtsteilen der Benzinfraktion je Stunde und je
Gewichtsteil des Katalysators in Gegenwart von etwa 0,5 bis etwa 10 Mol Wasserstoff je Mol Benzinkohlenwasserstoff
mit dem Aluminiumoxyd, Platin und gebundenes Halogen enthaltenden Katalysator in
Berührung gebracht.
Die im Verfahren der Erfindung verwendbaren Katalysatoren können zwar größere Konzentrationen
an Platin bis zu etwa 10 Gewichtsprozent oder mehr des Katalysators enthalten, jedoch lassen sich mit
einem Platingehalt von nur etwa 0,01 bis etwa ι Gewichtsprozent außergewöhnlich gute Erfolge erzielen
und werden deshalb besonders bevorzugt. Wenn die Platinmenge z. B. auf etwa 0,1 Gewichtsprozent
gegenüber 5 Gewichtsprozent oder mehr, wie sie bisher erforderlich waren, herabgesetzt wird, so
werden die Katalysatorkosten mindestens auf den fünfzigsten Teil verringert. Voraussetzung ist jedoch,
daß als Träger Aluminiumoxyd verwendet wird, das unerwartete Vorteile liefert. Die besondere Vereinigung
von Aluminiumoxyd und niedriger Platinkonzentration ist nicht nur sehr wirksam und leicht
regenerierbar, sondern hat auch eine lange Lebensdauer.
Die Gegenwart von Halogen innerhalb des genannten Bereiches steigert die Anfangsaktivität des Katalysators
und trägt auch zu einer Verlängerung der Lebensdauer des Katalysators bei.. . Es wird angenommen,
daß das Halogen in irgendeine chemische Bindung oder einen losen Komplex mit dem Aluminiumoxyd
und bzw. oder dem Platin eintritt.
Obgleich alle Halogene bessere Ergebnisse hervorrufen, wird Fluor bevorzugt. An nächster Stelle steht
Chlor, während Brom und Jod im allgemeinen weniger zu bevorzugen sind. Zu beachten ist, daß
zwar alle diese Halogene einen besseren Effekt bewirken, jedoch nicht notwendigerweise äquivalent
sind.
Der erfindungsgemäß bei der Umformung benutzte Katalysator kann beispielsweise dargestellt worden
sein, indem Aluminiumhydroxyd durch Zusatz von Ammoniumhydroxyd oder Ammoniumkarbonat zu
einem Aluminiumsalz, wie Aluminiumchlorid, Aluminiumsulfat oder Aluminiumnitrat in einer geeignet
en Menge gefällt wurde, das beim Trocknen in : Aluminiumoxyd umgewandelt wurde. Im Interesse
der Einfachheit wird das Aluminiumhydroxyd als Aluminiumoxyd bezeichnet, damit die Prozentsätze
auf Aluminiumoxyd frei von gebundenem Wasser bezogen werden. Im allgemeinen ist Aluminium-
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chlorid auch deshalb zu bevorzugen, weil es die
besten Ergebnisse zu liefern scheint.
Das mit Wasser ausgewaschene Aluminiumoxyd
soll einen Chlorgehalt unter etwa o,i°/„ haben. Dann
wird das Halogen in geregelter Menge zugesetzt. Die Zufügung des Halogens in dieser Weise erlaubt eine
bessere Regelung der zugesetzten Halqgenmenge.
In einigen Fällen kann es zweckmäßig sein, bei der Katalysatorherstellung eine organische Säure, z. B.
ίο Essigsäure, beizugeben, weil sie das Platin auf dem
Aluminiumoxyd fixiert, so daß seine Wanderung während der folgenden Erhitzung auf ein Mindestmaß
herabgesetzt wird.
Das Halogen soll in einer Form zugegeben werden, die sich leicht mit dem Aluminiumoxyd umsetzt und
auch keine unerwünschten Ablagerungen in dem Katalysator hinterläßt. Vorzugsweise wird Fluorwasserstoff
als wäßrige Lösung zugesetzt. Doch kann das Halogen als Fluor, Chlor, Brom oder Jod zugesetzt
werden. Durch Einleitung von Schwefelwasserstoff bei etwa Zimmertemperatur in eine Lösung von
Chlorplatinsäure wird eine braune Lösung von Chlorplatinsäure und Schwefelwasserstoff gebildet, die mit
Brei aus feuchtem Aluminiumoxydgel bei Zimmertemperatur innig vermengt wird.
Es kann aber auch Chlorplatinsäurelösung zu dem
Brei von Aluminiumoxydgel zugesetzt und dann Schwefelwasserstoff in die Mischung eingeleitet werden.
Wie die folgenden Beispiele zeigen, wurde beim Umformungsverfahren ein höheres Octanerzeugnis
erhalten, wenn bei der Katalysatorherstellung die Chlorplatinsäure zum feuchten Aluminiumoxydgel
zugefügt worden war, im Vergleich zu einem Zusatz der Chlorplatinsäure zu Aluminiumoxyd, das vorher
getrocknet und in Pillenform übergeführt worden war.
Die Mischung von Platin und Aluminiumoxyd wird
vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 95 bis etwa 2050 oder darüber bis zu etwa 3000 etwa 4 bis
24 Stunden oder länger getrocknet. Zweckmäßig soll der Katalysator die Form von Pillen gleicher Größe
und Gestalt haben, wie man sie z. B. aus dem zerriebenen, teilweise getrockneten Katalysatorkuchen
unter Zusatz eines Schmiermittels, wie Stearinsäure, Harz, hydriertes Kokusnußöl oder Graphit, in einer
geeigneten Tablettiervorrichtung erhält. Besonders zweckmäßig sind Pillen, deren Größe etwa 3X3 mm
bis 6,5 X 6,5 mm oder darüber beträgt. Pillen gleicher Größe und Form können auch durch Auspreß verfahren
gewonnen werden. In einigen Fällen kanu es zweckmäßig sein, den Katalysator als Pulver oder Körner
unregelmäßiger Größe und Form zu benutzen.
Der fertige Katalysator kann bei hoher Temperatur behandelt werden. Vorzugsweise wird er etwa 2 bis
8 Stunden oder mehr bei etwa 425 bis etwa 650° kalziniert. Eine andere Methode besteht darin,, daß
der Katalysator mit Wasserstoff oder wasserstoffhaltigem Gas etwa 4 bis 12 Stunden oder mehr bei
etwa 150 bis etwa 3150 reduziert wird, woran sich
vorzugsweise eine Kalzinierung bei etwa 425 bis etwa 6500 schließt. Bei noch anderer Arbeitsweise kann
der Katalysator mit Wasserstoff oder wasserstoffhaltigem
Gas etwa 2 bis 10 Stunden oder mehr bei etwa 425 bis etwa 6500 reduziert werden.
In einigen Fällen kann das Schmiermittel während der Hochtemperaturerhitzung entfernt werden. In
anderen Fällen, z. B. bei Benutzung von Graphit als Schmiermittel, kann die getrennte Stufe der Hochtemperaturerhitzung
fortfallen, und die wirksame Wärmebehandlung des Katalysators kann in der
Anlage vor oder während der Umformung der Benzinfraktionen erfolgen.
Die Regenerierung kann soweit erforderlich durch Behandlung mit Luft oder anderem sauerstqffhaltigem
Gas erfolgen, um die kohlenstoffhaltigen Ablagerungen daraus herauszubrennen. Im allgemeinen wird die
Regeneriertemperatur vorzugsweise so eingestellt, daß sie etwa 6500 nicht überschreitet. In einigen Fällen
kann es zweckmäßig sein, an die Brennmaßnahme eine Behandlung mit wasserst off haltigem Gas bei ;
Temperaturen von etwa 370 bis etwa 595° anzuschließen.
Bei der Benzinumformung wird die Hydrokrackung durch Temperaturen zwischen etwa 315 und etwa
470° und Drücke zwischen etwa 34 und etwa 68 at begünstigt. Im Verfahren der Erfindung kann die
Hydrokrackung sowohl bezüglich der Qualität wie der Menge selektiv sein. Andererseits werden bei
Temperaturen zwischen etwa 345 und 5400 und bei niederen Drücken zwischen etwa 3,4 und etwa 27 at
Aromatisierumsetzungen begünstigt. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Temperatur,
der Druck und die Raumgeschwindigkeit so zueinander in Beziehung stehen, daß die gewünschte
Aromatisierung und selektive Krackung hervorgerufen werden. Die bei jedem gegebenen Arbeitsgang zu
benutzende Temperatur, Druckhöhe und Raumgeschwindigkeit hängen von der zu behandelnden
besonderen Benzinfraktion und den gewünschten besonderen Erzeugnissen ab.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens soll too genügend Wasserstoff bei der Umformungsreaktion
geliefert werden, daß es überflüssig ist, Wasserstoff von einer äußeren Quelle einzuführen oder aber
Wasserstoff innerhalb des Verfahrens im Kreis zu führen. Gewöhnlich wird jedoch die Einführung von
Wasserstoff von einer äußeren Quelle bevorzugt, und zwar im allgemeinen zu Beginn der Arbeit, und
es kann Wasserstoff innerhalb des Verfahrens umlaufen, um eine ausreichende Wasserstoffatmosphäre
in der Umsetzungszone sicherzustellen. In einigen Fällen kann das Kreislaufgas Schwefelwasserstoff enthalten,
der mit der Beschickung eingeführt oder aus dem Katalysator freigesetzt wird. Vorzugsweise wird
derartiges wasserstoffhaltiges Gas zur Entfernung von Schwefelwasserstoff oder anderen Verunreinigungen
behandelt, bevor der Wasserstoff in den Verfahrenskreislauf zurückkehrt.
Das Verfahren nach der Erfindung kann zweckmäßig als ein System an sich bekannter Art benutzt
werden, bei dem ein Bett des Katalysators in einer Reaktionszone feststehend angeordnet ist, und die zu
behandelnden Kohlenwasserstoffe hierdurch entweder in aufsteigender oder absteigender Richtung streichen.
Die Erzeugnisse werden fraktioniert, um Wasserstoff abzutrennen und die gewünschten Erzeugnisse zu
gewinnen, wobei der Wasserstoff zwecks weiterer
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Benutzung im Verfahren im Kreislauf geführt werden kann. Andere geeignete Betriebsanlagen benutzen
einen Wirbelstrom oder eine Wirbelschicht des Katalysators. Ferner kann ein System mit zusammenhängendem
bewegtem Bett Anwendung finden, bei dem der Katalysator und die Kohlenwasserstoffe entweder
im Gleichstrom oder im Gegenstrom zueinander die Reaktionszone durchlaufen. 'Auch kann eine
Arbeitsweise mit einer Suspension benutzt werden, bei welcher der Katalysator in der Benzinfraktion
suspendiert durch eine Reaktionszone hindurchgeführt wir α.
Der für das Verfahrenbenutzte Katalysator wurde aus durch Zusatz von Ammoniumhydroxyd zu Aluminiumchloridhexahydrat
gefälltem und mit großen, ganz schwach ammoniakalischen Wassermengen gewaschenem
Aluminiumoxyd dargestellt, dem eine wäßrige Lösung von Chlorplatinsäure, durch welche Schwefelwasserstoff
bei Zimmertemperatur geblasen worden war, in einer solchen Menge zugesetzt war, daß ein fertiger
Katalysator mit 0,1 Gewichtsprozent Platin, bezogen auf Trockensubstanz, entstand. Die Masse wurde
dann 17 Stunden bei 1500 getrocknet und darauf
3 Stunden bei 5000 mit Wasserstoff reduziert. Durch die Waschungen war der Chlorgehalt dieses Katalysators
Nr. ι auf 0,1 °/0 gesenkt worden.
Ein zweiter Katalysator wurde im wesentlichen in derselben Weise, wie für den Katalysator Nr. 1 angegeben,
dargestellt, jedoch wurde Fluorwasserstoff mit dem Aluminiumoxyd innig vermischt, bevor die
Lösung von Chlorplatinsäure und Schwefelwasserstoff hinzugegeben wurde. Der Fluorwasserstoff wurde als
4,8°/0ige wäßrige Lösung in solcher Menge zugefügt, daß der fertige Katalysator 1,5 Gewichtsprozent Fluor
enthielt.
Diese Katalysatoren wurden zur Umformung einer direkt gewonnenen pennsylvanischen Naphtha mit
einem Siedebereich von 108 bis 177° und einer nach der A. S. T. M.-Motormethode bestimmten Octanzahl
von 41,8 bei einer Temperatur von etwa 4680, einem
Druck von 34 at und einer gewichtsmäßigen stündlichen Raumgeschwindigkeit von etwa 2 benutzt. Die
Ausbeute an Flüssigkeitsvolumen und die Octanzahl der Erzeugnisse nach der A. S. T. M.-Motormethode
sind in der folgenden Tabelle angegeben:
Nr. | Katalysator | Ausbeute an Flüssig keitsvolumen in °/0 der Beschickung |
Octan zahl |
H (SI | kein Fluor im Katalysator Katalysator mit 1,5 % Fluor |
96,0 82,5 |
59.8 78,8 |
Es ist zu beachten, daß der fluorhaltige Katalysator
ein Reformat mit einer um 19 höheren Octanzahlals der fluorfreie Katalysator lieferte.
Dieses Beispiel zeigt den Einfluß des Zusatzes verschiedener Fluormengen auf den Katalysator. Katalysatoren
Nr. 3 und 4 entsprechen dem Katalysator Nr. 2 des Beispiels 1. Katalysatoren Nr. 5 und 6
waren im wesentlichen in derselben Weise wie die Katalysatoren Nr. 3 und 4 dargestellt worden mit der
Ausnahme, daß die Fluorwasserstofflösung in solcher Menge zugesetzt wurde, daß ein fertiger Katalysator
mit Fluor in Mengen von 3 °/0 bei Katalysator Nr. 5 und 6 °/0 bei Katalysator Nr. 6 entstand. Diese v
Katalysatoren wurden zur Umformung desselben Benzins wie im Beispiel 1 und unter denselben
Arbeitsbedingungen benutzt, jedoch war die Temperatur, wie in der folgenden Tabelle angegeben, unterschiedlich.
Nr. | Katalysator | Umformungs temperatur in °C |
Umformungs ausbeute in Gewichtsprozent der Beschickung |
Gasaustritt in Gewichtsprozent der Beschickung |
Octan zahl |
3 4 5 6 |
1,5 °/0 Fluor i.5°/o - 3,0% - 6,o % - |
440 468 440 402 |
95,9 83,2 85,0 77,6 |
3,6 6,9 4,9 4,5 |
65.7 78,8 77.4 72,4 |
Aus vorstehenden Zahlenwerten ist zu ersehen, daß die Temperatur und die Fluorkonzentration bei einer
konstanten Raumgeschwindigkeit miteinander in Be-1 ziehung stehen müssen, um die gewünschten Ergebnisse
zu erhalten. Bei dem Versuch mit dem Katalysator Nr. 3 ist zu beachten, daß die Temperatur zu
niedrig ist, weil die Octanzahl des Erzeugnisses nur 65,7 betrug. Wenn jedoch die Temperatur auf 4680
erhöht wurde, stieg die Octanzahl auf 78,8. Bei Benutzung der niedrigeren Temperatur (440°) werden
mit dem Katalysator Nr. 5 befriedigende Ergebnisse
erhalten. Mit dem Katalysator Nr. 6, der 6% Fluor enthielt, wurde selbst bei Herabsetzung der Temperatur
die Octanzahl herabgesetzt. Deshalb soll der Höchstgehalt an Fluor bei dem Katalysator etwa 3%
nicht überschreiten.
Die Katalysatoren Nr. 7, 8 und 9 enthielten 0,1 % Platin-Aluminiumoxyd. Die Waschmaßnahmen wurden
so gesteuert, daß die Katalysatoren 0,5, 1,5 und 3,5 % Chlor im fertigen Katalysator enthielten.
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Diese Katalysatoren: wurden zur Umformung einer direkt gewonnenen pennsylvanischen Naphtha mit
einem anfänglichen Siedepunkt von 1040 und einem.
Endsiedepunkt von. 171° und einer Octanzahl nach der A.S.T. M.-Motorm'ethode von 41,2 benutzt. Diese
Versuche wurden bei einer Temperatur von etwa 467°, einem Druck von etwa 34 at und einer gewichtsmäßigen
stündhchen Raumgeschwindigkeit von etwa 2 durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Versuche sind
in der folgenden Tabelle zusammengestellt:
Nr. | Katalysator | Ausbeute an flüssigem Volumen in Gewichtsprozent der Beschickung |
Octan zahl |
7 8 9 |
0,5% Chlor··1".. 1,5%. - 3,5% - |
92,3 89,5 ■ 93.4 |
64,2 74.6 76,0 |
Es ist zu erkennen, daß der Katalysator mit 0,5 °/0
Chlor ein Umformungsprodukt von einer Octanzahl von 64,2 lieferte.. Daher soll der Chlorgehalt des
Katalysators vorzugsweise nicht unter etwa 0,2 °/0 liegen. Die Katalysatoren Nr. 8 und 9 mit höheren
Chlorkonzentrationen lieferten Produkte von höherer Octanzahl. Der Chlorgehalt soll jedoch" nicht über
etwa 8°/0 gesteigert werden und vorzugsweise nicht über etwa 5 °/0 liegen, weil der Katalysator sonst übermäßige
Hydrokrackung hervorruft und zu einem Überschuß an Gasbildung, führt.
Die Katalysatoren Nr. 10 und 11 wurden im wesentlichen
in derselben Weise dargestellt, jedoch wurde bei dem Katalysator Nr. 11 die Mischung von Aluminiumoxyd
und Chlorplatinsäure auf 60° erhitzt, und durch die Mischung wurde unter konstantem
Rühren 15 Minuten lang Schwefelwasserstoff durchgeblasen. Die bei diesen Versuchen erhaltenen Ergebnisse
sind in der folgenden Tabelle angeführt:
' Nr. | Katalysator | Ausbeute an flüssigem Volumen in Gewichtsprozent der Beschickung |
Octan zahl |
IO
II |
ohne Schwefel- ■' wasserstoff' mit Schwefel wasserstoff |
96,2 89,7 |
69,3 78,4 |
Es ist zu sehen, daß der durch Zusatz von Schwefelwasserstoff dargestellte Katalysator ein Umformungserzeugnis von einer höheren Octanzahl lieferte als der
in Abwesenheit von Schwefelwasserstoff dargestellte Katalysator.
Der Katalysator Nr. 12 wurde unter Verwendung
von feuchtem Aluminiumoxydgel bei dem Chlorplatinsäurezusatz
hergestellt, während der Katalysator Nr. 13 durch Zusatz von Chlorplatinsäure zu AIu-.
miniumoxydpillen erhalten wurde, die vorher getrocknet worden waren.
Diese Katalysatoren wurden zur Umformung einer direkt gewonnenen Mittelkontinentnaphtha von einem
Anfangssiedepunkt von 1030 und einem Endsiedepunkt
von 2000 sowie einer Octanzahl nach der A. S. T. M.-Motormethode von 38,9 benutzt. Die Umformung
erfolgte bei einer Temperatur von 4000, einem Druck von 13,5 at und einer gewichtsmäßigen
stündlichen Raumgeschwindigkeit von 1. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben:
Tabelle | 5 | Ausbeute an flüssigem Volumen |
Octan zahl |
|
Nr. | Katalysator | 92,8 97.6 |
68,2 50,0 |
|
12 13 |
Platin zugesetzt zu feuchtem Aluminium oxydgel Platin zugesetzt zu trockenen Aluminium oxydpillen |
Es ist zu ersehen, daß der unter Zusatz von Chlorplatinsäure zu feuchtem Aluminiumoxydgel erzeugte
Katalysator ein Erzeugnis von beträchtlich höherer Octanzahl lieferte, während die sonstigen Arbeitsbedingungen
dieselben waren.
Beim Katalysator Nr. 14 wurde der Schwefelwasserstoff
bei Zimmertemperatur eingeleitet, während beim Katalysator Nr. 15 der Schwefelwasserstoff bei
einer Temperatur von 8o° durch eine Lösung von Chlorplatinsäure ging. Diese Katalysatoren wurden
bei der Umformung einer direkt gewonnenen pennsylvanischen Naphtha von einem Anfangssiedepunkt
von io8° und .einem Endsiedepunkt von 1770 sowie
einer Octanzahl nach der A.S.T.M.-Motormethode von 41,8 benutzt. Die Ergebnisse dieser Versuche
sind in der folgenden Tabelle angegeben:
110 Tabelle 6
' Nr. | Katalysator | Ausbeute an flüssigem Volumen |
Octan zahl |
15 | Schwefelwasserstoff bei Zimmertemperatur eingeleitet ' Schwefelwasserstoff bei 8o° zugeleitet |
96,7 97,7 |
60,1 56,4 |
Es ist zu sehen, daß der unter Einleiten des Schwefelwasserstoffes
bei Zimmertemperatur hergestellte Katalysator eine etwas höhere Octanzahl bei dem Erzeugnis
hervorrief, als der Katalysator, der unter Einleiten
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des Schwefelwässerstoffes bei erhöhter Temperatur dargestellt wurde.
Katalysator Nr. 16 wurde dargestellt, indem Schwefelwasserstoff
bei Zimmertemperatur eingeleitet wurde, während Katalysator Nr. 17 dargestellt wurde, indem
Schwefelwasserstoff bei einer Temperatur von 700 eingeleitet wurde. Die Ergebnisse sind in der folgenden
Tabelle angegeben:
Tabelle | 7 | Ausbeute an flüssigem Volumen |
Octan- zahl |
|
'Nr. | Katalysator | 94,4 95,6 |
63,8 62,8 |
|
16 17 |
Schwefelwasserstoff bei Zimmertemperatur eingeleitet Schwefelwasserstoff bei 700 eingeleitet |
Es ist zu ersehen, daß die Ergebnisse ungefähr vergleichbar sind bei diesen Versuchen und daß der
Temperatureinfluß der Schwefelwasserstoffbehandlung bei Katalysatoren nicht wesentlich ist, die durch
Einleiten von Schwefelwasserstoff in die Mischung von Chlorplatinsäure und Aluminiumoxydgel dargestellt
worden sind.
Um eindeutig zu zeigen, daß verbesserte Ergebnisse durch die Benutzung sehr geringer Platinmengen erhalten
werden, wurden zwei Katalysatoren im wesentlichen gleicher Art benutzt, von denen jedoch der eine
Katalysator 0,1 °/0 Platin und der andere Katalysator
Aluminiumoxyd, jedoch kein Platin enthielt.
Bei einem Umformungsvorgang wurde eine direkt gewonnene pennsylvanische Naphtha von einem
Siedebereich von 108 bis 1770 und einer Octanzahl
nach der A. S. T. M.-Motormethode von 41,8 der Umwandlung in Gegenwart des platinhaltigen Katalysators
und in Gegenwart des platinfreien Katalysators bei einer Temperatur von etwa 467°, einem Druck
von 34 at und einer gewichtsmäßigen stündlichen Raumgeschwindigkeit von etwa 2 unterzogen. Die
Ausbeute an Flüssigkeitsvolumen und die nach der A. S. T. M-Motormethode erhaltenen Octanzahlen der
Erzeugnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben :
Katalysator | Ausbeute an | . Octan zahl |
|
Nr. | flüssigem Volumen in % der |
||
0,1 % Platin in | Beschickung | ||
18 | dem Aluminium | ||
oxyd | 80,0 | ||
Tonerde | 8l,6 | 50,6 | |
!9 | 99,0 | ||
Es ist zu ersehen, daß der kein Platin enthaltende Katalysator ein Erzeugnis von einer Octanzahl von
50,6 lieferte, während der platinhaltige Katalysator ein Produkt von einer Octanzahl von 80 ergab. Es
ist also offensichtlich, daß die 0,1 Gewichtsprozent Platin einen bestimmten katalytischenEinfluß ausüben.
Claims (6)
1. Verfahren zur katalytischen Umformung von
Benzinfraktionen bei erhöhten Temperaturen und vorzugsweise in Anwesenheit von Fremdwasserstoff, dadurch gekennzeichnet, daß man in Gegenwart
eines Katalysators arbeitet, der Aluminiumoxyd, Platin und 0,1 bis 8 Gewichtsprozent gebundenes
Halogen enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der zur Umformung verwendete Katalysator 0,01 bis 1 Gewichtsprozent Platin und
0,1 bis 3 Gewichtsprozent gebundenes Fluor enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der zur Umformung verwendete Katalysator 0,01 bis 1 Gewichtsprozent Platin und
0,5 bis 5 Gewichtsprozent gebundenes Chlor enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines halogenhaltigen
Platinkatalysators, dessen Aluminiumoxydgehalt aus gefälltem und gewaschenem Aluminiumhydroxyd
stammt und der vor seiner Anwendung bei etwa 425 bis 6500 erhitzt wurde.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man in Gegenwart des halogenhaltigen
Platinkatalysators bei 315 bis 5400, 3,4 bis 68 atü und einer Raumgeschwindigkeit von
weniger als 10, vorzugsweise 0,5 bis 10 Gewichtsteilen des Behandlungsgutes je Gewichtsteil Katalysator
je Stunde arbeitet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Benzinfraktion 0,5 bis 10 Mol
Wasserstoff je Mol Kohlenwasserstoff vor Eintritt in die Umformungszone beigemischt werden.
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