NL7903243A - Werkwijze voor de bereiding van koolwaterstoffen. - Google Patents

Werkwijze voor de bereiding van koolwaterstoffen. Download PDF

Info

Publication number
NL7903243A
NL7903243A NL7903243A NL7903243A NL7903243A NL 7903243 A NL7903243 A NL 7903243A NL 7903243 A NL7903243 A NL 7903243A NL 7903243 A NL7903243 A NL 7903243A NL 7903243 A NL7903243 A NL 7903243A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
mixture
catalyst
process according
silicate
water
Prior art date
Application number
NL7903243A
Other languages
English (en)
Other versions
NL176551C (nl
NL176551B (nl
Original Assignee
Shell Int Research
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 Shell Int Research filed Critical Shell Int Research
Priority to NLAANVRAGE7903243,A priority Critical patent/NL176551C/nl
Priority to CA348,275A priority patent/CA1127671A/en
Priority to IN341/CAL/80A priority patent/IN150951B/en
Priority to DE8080200354T priority patent/DE3061405D1/de
Priority to EP80200354A priority patent/EP0018683B1/en
Priority to ZA00802444A priority patent/ZA802444B/xx
Priority to AU57716/80A priority patent/AU531684B2/en
Priority to JP5303880A priority patent/JPS55145618A/ja
Publication of NL7903243A publication Critical patent/NL7903243A/nl
Publication of NL176551B publication Critical patent/NL176551B/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL176551C publication Critical patent/NL176551C/nl

Links

Classifications

    • 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
    • B01J35/19Catalysts containing parts with different compositions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/78Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with alkali- or alkaline earth metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/84Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/85Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/86Chromium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/02Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
    • C07C1/04Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C07C1/0425Catalysts; their physical properties
    • C07C1/043Catalysts; their physical properties characterised by the composition
    • C07C1/0435Catalysts; their physical properties characterised by the composition containing a metal of group 8 or a compound thereof
    • C07C1/044Catalysts; their physical properties characterised by the composition containing a metal of group 8 or a compound thereof containing iron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/06Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of zinc, cadmium or mercury
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • C07C2523/24Chromium, molybdenum or tungsten
    • C07C2523/26Chromium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2529/00Catalysts comprising molecular sieves
    • C07C2529/88Ferrosilicates; Ferroaluminosilicates
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

£ 2
K 5488 NET
#
Aanvragen Shell Internationale Research Maatschappij B.V.
Carel van Bylandtlaan 30, fs-Gravenhage
Korte aanduiding: Werkwijze voor de bereiding van koolwaterstoffen
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de bereiding van een aromatisch koolwaterstofmengsel uit een mengsel van koolmonoxyde en waterstof onder toepassing van een mengsel van twee katalysatoren waarvan de ene het 5 vermogen bezit om de omzetting van een H^/CO mengsel in aeyclische zuurstofhoudende koolwaterstoffen te katalyseren en de andere een kristallijn silicaat is dat het vermogen bezit om de omzetting van aeyclische zuurstofhoudende koolwaterstoffen in aromatische koolwaterstoffen te "1° katalyseren. Genoemde kristallijne silicaten zijn gekenmerkt doordat zij na 1 uur calcineren in lucht bij 500°C de volgende eigenschappen bezitten a) thermisch stabiel tot een temperatuur boven 600°C, b) een rontgenpoederdiffractiepatroon dat onder meer 15 de in tabel A vermelde reflecties bevat, 7903243 r < -2- §
Tabel A
Straling; Cu-Ko^ Golflengte 0T15418 nm 2 9 relatieve intensiteit
7,8-8,2 S
8,7-9,1 M
11.8- 12,1 Z
12.4- 12,7 Z
14.6- 14,9 Z
15.4- 15,7 Z
15.8- 16,1 Z
17.6- 17,9 Z
19.2- 19,5 Z
20.2- 20,6 Z
20.7- 21,1 Z
23.1- 23,4 ZS
23.8- 24,1 ZS
24.2- 24,8 S
29,7-30,1_M__ waarin de gebruikte letters de volgende betekenis hebben: ZS = zeer sterk; S s sterk; M = matig; Z = zwak; Θ = de hoek volgens Bragg.
5 c) na omzetting van het silicaat in de H-vorm en na _Q Λ , evacuatie bij 2x10 bar en 400 C gedurende 16 uren _p en gemeten bij een koolwaterstofdruk van 8x10 bar en 100°C bedraagt de adsorptie van n-hexaan ten minste 0,8 mmol/g, de adsorptie van 2,2-dimethylbutaan ten 10 minste 0,5 mmol/g en de verhouding adsorptie van n-hexaan_ . . .
adsorptie van 2,2-dimethylbutaan ten mine 1,5 d) de samenstelling, uitgedrukt in molen van de oxyden is de volgende y (1,0+0,3)M2/n0. y (a Fe^. b AlgO ). Sx02 15 waarin M = H en alkalimetaal of aardalkalimetaal, n = de valentie van M, 0< y£ 0,1, 7903243 ¢. r -3- β a>0, b^ O, en a + b = 1.
Voor de onder c) genoemde adsorptiemetingen dient 5 het silicaat eerst te worden omgezet in de H-vorm. Deze omzetting vindt plaats door het bij 500°C gecalcineerde silicaat te koken met 1,0 molair NH^NO^ oplossing, te wassen met water, opnieuw te koken met 1,0 molair NH^NO^ oplossing en te wassen, te drogen bij 120°C en te calcineren 10 bij 500°C.
Bij een onderzoek door Aanvraagster inzake de toepassing van deze werkwijze voor de bereiding van aromatische koolwaters tofmengsels uitgaande van H2/C0 mengsels met een Η,,/CO mol.verhouding tussen 0,25 en 0,75 is gebleken dat 15 de stabiliteit van het katalysatormengsel te wensen overlaat.
Bij voortgezet onderzoek door Aanvraagster inzake dit onderwerp is gebleken dat door toevoeging van water _ aan het H^/CO mengsel in een hoeveelheid van ten minste 2o 2,5 mol.J betrokken op het H^/C0 mengsel een aanzienlijke verbetering van de stabiliteit van het katalysatormengsel kan worden bereikt. Verder is gevonden dat door toevoeging van water aan deze waterstof arme Hg/CO mengsels in een hoeveelheid welke een zekere waarde niet te boven gaat, 25 een aanzienlijke verbetering van de omzetting van deze
Hg/CO mengsels kan worden verkregen. De maximale hoeveelheid water welke met het oog op een verbeterde omzetting van het H2/C0 mengsel bij gegeven temperatuur, druk, ruimtelijke doorvoersnelheid en katalysatormengsel aan het H^/CO mengsel 30 kan worden toegevoegd is afhankelijk van de H^/CO mol.verhouding van de voeding alsmede van de verbruiksverhouding van het H2/C0 mengsel bij uitvoering van de werkwijze onder de gegeven condities zonder toevoeging van water.
De maximale hoeveelheid water in mol.J betrokken op het 35 H2/C0 mengsel wordt gegeven door de formule 7903243 -4- * 3(V-R) (1+RK1+V) ’ waarin V = de verbruiksverhouding van het H2/C0 mengsel bij uitvoering van de werkwijze zonder toevoeging van 5 water, en R = de H,>/C0 mol.verhouding van de voeding.
De onderhavige octrooiaanvrage heeft derhalve betrekking op een werkwijze voor de bereiding van een aromatisch koolwaterstoftnengsel waarbij een mengsel van koolmonoxyde 10 en waterstof met een H^/CO mol.verhouding tussen 0,25 en 0,75 in contact wordt gebracht met een mengsel van twee katalysatoren waarvan de ene het vermogen bezit om de omzetting van een H^/CO mengsel in acyclische zuurstof-houdende koolwaterstoffen te katalyseren en de andere 15 een kristallijn silicaat is zoals hierboven gedefineerd en waarbij aan het H2C0 mengsel een hoeveelheid water
wordt toegevoegd welke in mol.? betrokken op het H /CO
3(V—R) ^ mengsel ten minste 2,5 en ten hoogste bedraagt.
Voor het vaststellen van de maximale hoeveelheid 20 water welke bij gegeven temperatuur, druk, ruimtelijke doorvoersnelheid en katalysatormengsel aan een H^/CO mengsel met gegeven R tussen 0,25 en 0,75 kan worden toegevoegd ter verkrijging van een verbeterde stabiliteit van het katalysatormengsel alsmede een verbeterde omzetting van 25 het H2/C0 mengsel, dient men V te kennen. Deze parameter kan op eenvoudige wijze worden gevonden met behulp van een experiment uitgevoerd onder de gegeven condities doch zonder toevoeging van water. V wordt berekend met de formule % V=p— x R, waarin C„ en C-- resp. de bij het experiment CC0 H2 C° 30 waargenomen initiële omzettingen van H2 en CO voorstellen. Ten aanzien van de hoeveelheid water welke aan het Hg/CO mengsel kan worden toegevoegd, dient nog het volgende te worden opgemerkt. Indien bij uitvoering van het experiment onder gegeven condities zonder toevoeging water 7903243 -5- een zodanige V wordt verkregen dat de formule 7-7¾^) (1+R)(1+V) een waarde oplevert kleiner dan 2,5, betekent dit dat het onder de gegeven condities niet mogelijk is om door toevoeging van een hoeveelheid water van meer dam 2,5 mol.? be-5 trokken op het H^/CO mengsel een verbetering van de omzetting van het H /CO mengsel te bereiken. Op situaties ^ 3(V—R) waarbij de formule een waarde oplevert kleiner dan 2,5 is de uitvinding niet van toepassing. Deze vallen derhalve buiten het kader van de onderhavige octrooiaanvrage.
10 Bij de werkwijze volgens de uitvinding dient men aan het H^/CO mengsel een hoeveelheid water toe te voegen welke in mol.? betrokken op het H /CO mengsel ten minste 2,5 en ten hoogste bedraagt. Met het oog op de
te bereiken verbetering van de omzetting van het H^/CO
15 mengsel voegt men bij voorkeur een hoeveelheid water toe welke in mol.? betrokken op het H_/CO mengsel ligt tussen 1,1(V-R) 1.90T-R) ........
7i+R)(i+vj' en TurkiTv') en in het blJzonder tussen 1,3(V-R) 1,7(V-R) (1+RK1+V) Π (1+R)(1+V) ’
Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt uitge- 20 gaan van een H2/C0 mengsel met een mol.verhouding tussen 0,25 en 0,75. Een dergelijk mengsel kan zeer geschikt worden bereid door stoomvergassing van een kool- stofhoudende materiaal. Voorbeelden van dergelijke materialen zijn bruinkool, anthraciet, cokes, ruwe aardolie en fracties 25 daarvan alsmede oliën gewonnen uit teerzand en bitumineuze leisteen. De stoomvergassing wordt bij voorkeur uitgevoerd bij een temperatuur tussen 900 en 1500°C en een druk tussen 10 en 50 bar.
De werkwijze volgens de uitvinding wordt bij voor-30 keur uitgevoerd bij een temperatuur van 200-500°C en in het bijzonder van 300-450°C, een druk van 1-150 bar en in het bijzonder van 5-100 bar en een ruimtelijke doorvoersnelheid van 50-5000 en in het bijzonder van 300-3000 NI gas/ 1 katalysator/uur.
7903243 0 0 ·» -6-
Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt een mengsel van twee katalysatoren toegepast welke gemakshalve als katalysatoren A en B zullen worden aangeduid. Katalysator A is de katalysator welke het vermogen bezit om 5 de omzetting van een H^/CO mengsel in acyelische zuurstof-houdende koolwaterstoffen te katalyseren.en katalysator B is het kristallijne silicaat. Als katalysatoren A worden bij voorkeur toegepast katalysatoren welke in staat zijn om een H^/CO mengsel om te zetten naar in hoofdzaak methanol 10 en/of dimethylether. Indien er bij de werkwijze volgens de uitvinding naar wordt gestreefd om een produkt te bereiden dat in hoofdzaak bestaat uit koolwaterstoffen kokend in het benzinetraject kan als katalysator A zeer geschikt een katalysator worden toegepast welke zink tezamen met 15 chroom bevat. Bij toepassing van een dergelijke katalysator kiest men bij voorkeur een katalysator waarin het atomaire percentage van zink betrokken op de som van zink en chroom ten minste 60$ en in het bijzonder 60-80? bedraagt. Indien er bij de werkwijze volgens de uitvinding naar wordt ge-20 streefd om naast koolwaterstoffen kokend in het benzinetraject, een stookgas met hoge calorische waarde te bereiden kan als katalysator A zeer geschikt een katalysator worden toegepast welke zink tezamen met koper bevat.
Het katalysatormengsel dat bij de werkwijze volgens de 25 uitvinding wordt toegepast kan een macromengsel of een micromengsel zijn. In het eerste geval bestaat het katalysatormengsel uit twee soorten macrodeeltjes waarvan de ene soort volledig bestaat uit katalysator A en de andere volledig uit katalysator B. In het tweede geval bestaat 30 het katalysatormengsel uit één soort macrodeeltjes waarbij elk macrodeeltjes is opgebouwd uit een groot aantal microdeeltjes van elk van de katalysatoren A en B. Katalysatormengsels in de vorm van micromengsels kunnen bijvoorbeeld worden bereid door een fijn poeder van katalysator A innig te 35 mengen met een fijn poeder van katalysator B en vormgeving 7903243 > fc -7- g aan het mengsel tot grotere deeltjes bijvoorbeeld door extrusie of persen. Bij de werkwijze volgens de uitvinding worden bij voorkeur katalysatormengsels in de vorm van micromengsels toegepast. Met het oog op de activiteit 5 van de katalysatormengsels past men bij voorkeur mengsels toe welke per volume deel van katalysator B, 1-5 volume-delen van katalysator A bevatten.
Het kristallijne silicaat dat in de katalysatormengsels als katalysator B aanwezig is, is o.a. gedefiniëerd 10 aan de hand van het röntgenpoederdiffractiepatroon dat het silicaat vertoont na 1 uur calcineren in lucht bij 500°C. Dit rontgenpoederdiffractiepatroon dient onder meer de in tabel A vermeld reflecties te bevatten. Het volledige rontgenpoederdiffractiepatroon van een typisch * *5 voorbeeld van een silicaat dat in aanmerking komt voor toepassing volgens de uitvinding is weergegeven in tabel B (Straling: Cu-Kr< ; golflengte: 0,15*118 nm).
7903245 -8- g
Tabel B
2 Θ relatieve intensiteit omschrijving _ (100. I/Io) _
8,00 .55 SP
8,90 36 SP
9,10 20 SR
11.95 7 NL
12.55 3 NL
13.25 4 NL
13.95 10 NL
14.75 9 BD
15.55 7 BD
15.95 9 BD
17.75 5 BD
19,35 6 NL
20.40 9 NL
20.90 10 NL
21,80 4 NL
22.25 8 NL
23.25 100 ' SP
23.95 45 SP
24.40 27 SP
25.90 11 BD
26,70 9 BD
27.50 4 NL
29.30 7 NL
29.90 11 BD
31.25 2 NL
32.75 4 NL
34.40 4 NL
36,05 5 BD
37.50 4 BD
45.30 _9_BD_ χ) I = intensiteit van de sterkte gescheiden reflectie
O
die in het patroon voorkomt, 7903243 -9- *
De in tabel B gebruikte letters ter omschrijving van de reflecties hebben de volgende betekenis: SP = scherp; SR = schouder; NL = normaal; BD = breed; Θ is de hoek volgens Bragg.
5 De kristallijne silicaten welke in de katalysator- mengsels worden toegepast kunnen worden bereid uitgaande van een waterig mengsel dat de volgende verbindingen bevat: een of meer verbindingen van een alkali- of aardalkali-10 metaal (M), één of meer verbindingen welke een organisch kation (R) bevatten of waaruit een dergelijk kation tijdens de bereiding van het silicaat wordt gevormd, één of meer siliciumverbindingen en één of meer aluminium- en/of ijzer-verbindingen. De bereiding vindt plaats door het mengsel 15 op verhoogde temperatuur te houden tot het silicaat is gevormd en vervolgens de kristallen van het silicaat af te scheiden van de moederloog. Bij de bereiding van de silicaten gaat men bij voorkeur uit van een basismengsel waarin M aanwezig is in een natriumverbinding en R in een tetrapropylammonium-20 verbinding.
De op bovenbeschreven wijze bereide silicaten bevatten alkalimetaal- en/of aardalkalimetaalionen alsmede organische kationen. Onder toepassing van geschikte uitwisselings-methoden kunnen de alkalimetaal- en aardalkalimetaalionen 25 worden vervangen door andere kationen zoals waterstofionen of ammoniumionen. Organische kationen kunnen zeer geschikt worden omgezet tot waterstofionen door de silicaten te calcineren. De kristallijne silicaten welke in de kataly-satormengsels worden toegepast bezitten bij voorkeur een 30 alkalimetaalgehalte van minder dan 0,1 gew.J en in het bijzonder van minder dan 0,01 gew.%. In de katalysator-mengsels kan desgewenst nog een bindermateriaal zoals bentoniet of kaolien worden opgenomen.
Met het oog op de stabiliteit van de katalysator-35 mengsels gaat bij de werkwijze volgens de uitvinding de 7903243 •9 · -10- ê & voorkeur uit naar kristallijne silicaten met een gemiddelde kristallietgrootte van minder dan 3000 nm en in het bijzonder van minder dan 1000 nm. De gemiddelde kristallietgrootte van de silicaten kan worden geregeld met behulp van de 5 molaire verhouding tussen (R)2/p° (waarin P de valentie van R voorstelt) en SiOg in het uitgangsmengsel, in die zin dat silicaten met een lagere gemiddelde kristallietgrootte worden verkregen naarmate de molaire verhouding tussen (R)^0 en SiOg in het uitgangsmengsel hoger wordt 10 gekozen.
Indien het bij de werkwijze volgens de uitvinding in de bedoeling ligt om een hoge C + selectiviteit te 5 bereiken, kan dit op een drietal manieren worden gerealiseerd door de keuze van het kristallijne silicaat in het 15 katalysatormengsel. In de eerste plaats kan men hiertoe een kristallijn silicaat toepassen waarvoor geldt dat a=1. Verder kan men gebruik maken van een kristallijn silicaat waarvan geldt dat a=0 en y^. 0,005. Tenslotte kan men een kristallijn silicaat toepassen waarvoor geldt 20 dat a=0 en y^0,005 welk silicaat bovendien'één of meer elementen bevat gekozen uit de groep gevormd door mangaan, calcium, magnesium en titaan. De waarde van y in de formule die de samenstelling van de silicaten weergeeft kan worden geregeld met behulp van de molaire verhouding tussen enerzijds 25 Si02 en anderzijds Al^^ en/of Fe^^ in het uitgangsmengsel, in die zin dat silicaten met een lagere waarde voor y verkregen worden naarmate de molaire verhouding tussen enerzijds SiO^ en anderzijds AlgO^ en/of Fe^^ in het uitgangsmengsel hoger wordt gekozen.
30 De werkwijze volgens de uitvinding kan zeer geschikt worden uitgevoerd door de voeding in opwaartse- of neerwaartse richting door een verticaal opgestelde reactor te leiden waarin zich een vast- of bewegend bed van het betreffende katalysatormengsel bevindt. De werkwijze kan 35 bijvoorbeeld worden uitgevoerd door een voeding in op- 7903243 * 9 -11- β ft waartse richting door een verticaal opgesteld katalysator-bed te leiden, waarbij een zodanige gassnelheid wordt toegepast dat expansie van het katalysatorbed optreedt.
Desgewenst kan de werkwijze ook worden uitgevoerd onder 5 toepassing van een suspensie van het katalysatormengsel in een koolwaterstofolie. Afhankelijk of de werkwijze wordt uitgevoerd onder gebruikmaking van een vast katalysatorbed, een geëxpandeerd katalysatorbed of een kata-lysatorsuspensie bestaat voorkeur voor katalysatordeeltjes 10 met een diameter tussen resp. 1 en 5 mm, 0,5 en 2,5 mm en 20 en 150 μ .
De uitvinding wordt thans toegelicht aan de hand van het volgende voorbeeld.
Voorbeeld
Een kristallijn silicaat (silicaat A) werd als volgt 15 bereid.
Een mengsel van SiO^, Na2A102, NaOH en /(C^H^)^nToH in water met de molaire samenstelling 5Na20.Al203· 22,5 /Ö^H^N^O. 125 'SiO~. 2250X0 werd gedurende 48 uren in een autoclaaf bij 150°C onder 20 autogene druk verhit. Na afkoeling van het reactiemengsel werd het ontstane silicaat afgefiltreerd, gewassen met water tot de pH van het waswater circa 8 bedroeg en 2 uren gedroogd bij 120°C. Na 1 uur calcineren in lucht bij 500°C had silicaat A de volgende eigenschappen 25 a) thermisch stabiel tot een temperatuur boven 800°C
b) een röntgenpoederdiffractiepatroon in hoofdzaak overeenstemmend met dat vermeld in tabel B
c) na omzetting van het silicaat in de H-vorm en na eva-
• -Q O
cuatxe bij 2x10 bar en 400 C gedurende 16 uren Λ 30 en gemeten bij een koolwaterstofdruk van 8x10 bar en 100°C bedraagt de adsorptie van n-hexaan 1,2 mmol/g, de adsorptie van 2,2-dimethylbutaan 0,7 mmol/g en de verhouding adsorptie van n-hexaan_ . _ adsorptie van 2,2-dimethylbutaan ’ ’ en 7903243 -12- d) de samenstelling, uitgedrukt in molen van de oxyden, is de volgende 0,011 MgO. 0,011 A12°3* ®i02 waarin M = H en Na.
Uit silicaat A dat een gemiddelde kristalliet-5 grootte van 280 nm had, werd een silicaat B bereid door het bij 500°C gecalcineerd materiaal te koken met 1,0 molair NH^NO^ oplossing, te wassen met water, opnieuw te koken met 1,0 molair ΝΗ^ΝΟ^ oplossing en te wassen, 2 uren te drogen bij 120°C en 1 uur te calcineren bij 500°C.
10 Een kristallijn silicaat (silicaat C) werd bereid in hoofdzaak op dezelfde wijze als silicaat A, echter met dit verschil dat voor de bereiding van silicaat C werd uitgegaan van een waterig mengsel met de molaire samenstelling 15 1,5 Na20. A1203. 2,25/7^)^0. 37,5 SiO.,. 675 H.,0.
Na 1 uur calcineren in lucht bij 500°C stemde silicaat C in thermische stabiliteit, in rontgenpoederdiffract.iepatroon alsmede in adsorptiegedrag volledig overeen met silicaat A.
De samenstelling van silicaat C (na calcinering), uitgedrukt 20 in molen van de oxyden, was de volgende 0,025 M20 . 0,025 AlgO . Si®2 M s H en Na.
Uit silicaat C dat een gemiddelde kristallietgrootte van 250 nm had, werd een silicaat D bereid op dezelfde wijze als hierboven beschreven bij de bereiding van silicaat B uit 25 silicaat A. Uit silicaat D werd een silicaat E bereid dat 3 gew.ï mangaan bevatte door silicaat D te impregneren met een waterige oplossing van een mangaanzout gevolgd door drogen en calcineren van het geïmpregneerde materiaal.
Er werden twee katalysatormengsels (I en II) bereid 30 door resp. mengen van silicaat B met een Fe^^ compositie en mengen van silicaat E met een ZnO-C^O^ compositie. Katalysatormengsel I bevatte het silicaat B en de Fe2°3“Cr2°3 compositie in een volumeverhouding van 1:1. Katalysatormengsel II bevatte het silicaat E en de ZnO-Cr^ compositie in een 7903243 -13“
V -S
Λ volumeverhouding van 1:3· Het atomaire Zn percentage van de ZnO-Cr^O^ compositie betrokken op de som van Zn en Cr bedroeg 70?.
De katalysatormengsels I en II werden beproefd voor 5 de bereiding van een aromatisch koolwaterstofmengsei uit een H^/CO mengsel.
De beproeving van katalysatormengsel I vond plaats aan de hand van een drietal experimenten (1-3) welke werden uitgevoerd in een reactor van 50 ml waarin zich een vast 10 katalysatorbed bevond met een volume van 7,5 ml. Een H^/CO mengsel met een H^/CO mol.verhouding van 0,5 werd bij een temperatuur van 375°C, een druk van 30 bar en een ruimtelijke doorvoersnelheid van 1000 l.l'^.uur over de katalysator geleid.
1.5 Experiment 1 werd uitgevoerd zonder toevoeging van water aan het Hg/CO mengsel. Bij de experimenten 2 en 3 werd water aan het H^/CO mengsel toegevoegd en wel bij experiment 2 in een hoeveelheid van 6,6 mol.? en bij experiment 3 in een hoeveelheid van 16,6 mol.?.
20 Bij de experimenten 1-3 werden de volgende resultaten verkregen.
Experiment 1 (geen water toegevoegd).
C = 79 mol.? H2
Cco = 66 mol.? 25 Initiële omzetting van het Hg/CO mengsel: 70 mol.?
Omzetting van het Hg/CO mengsel na 100 uur; 67 mol.?
Onder gebruikmaking van de bij dit experiment bepaalde waarden voor en laat zich berekenen dat voor het verkrijgen van een verbeterde stabiliteit en omzetting 30 van het Hg/C0 mengsel, volgens de uitvinding, een hoeveelheid water dient te worden toegevoegd welke maximaal 12,5 mol.? bedraagt.
Experiment 2 (6,6 mol.? water toegevoegd).
Initiële omzetting van het H2/C0 mengsel : 76 mol.?
Omzetting van het Hg/C0 mengsel na 100 uur : 75 mol.?.
7903243 -14- #
Experiment 3 (16,6 mol.jS water toegevoegd)
Initiële omzetting van het H2/CO mengsel : 53 mol.£.
De beproeving van het katalysatormengsel II vond plaats aan de hand van een tweetal experimenten (4 en 5) welke werden uitgevoerd in een reactor van 250 ml waarin 5 zich een vast katalysatorbed bevond met een volume van 50 ml. Een H^/CO mengsel met een H2/C0 mol.verhouding van 0,45 werd bij een temperatuur van 375°C, een druk van 60 bar en een ruimtelijke doorvoersnelheid van 200 1.1 \uur*"1 over de katalysator geleid.
10 Experiment 4 werd uitgevoerd zonder toevoeging van water aan het H2/C0 mengsel. Bij experiment 5 werd 6,2 mol.£ water aan het H2/C0 mengsel toegevoegd.
Bij de experimenten 4 en 5 werden de volgende resultaten verkregen.
Experiment 4 (geen water toegevoegd) 15 C = 93 mol.* H2
Cco = 80 mol.i
Initiële omzetting van het H2/C0 mengsel : 84 mol.i Omzetting van het H2/C0 mengsel na 600 uur : 79 mol.$ Onder gebruikmaking van de bij dit experiment 20 bepaalde waarden voor C„ en C__ laat zich berekenen dat voor het verkrijgen van een verbeterde stabiliteit en omzetting van het Hj/CO mengsel, volgens de uitvinding een hoeveelheid water dient te worden toegevoegd welk maximaal 9,5 mol.$ bedraagt.
Experiment 5 (6,2 mol.ï water toegevoegd) 25 Initiële omzetting van het H2/C0 mengsel ï 86 mol.* Omzetting van het H2/C0 mengsel na 600 uur ï 86 mol.J Van de hierboven vermelde experimenten 1-5 zijn alleen de experimenten 2 en 5, experimenten volgens de uitvinding.
7903243

Claims (19)

1. Werkwijze voor de bereiding van een aromatisch koolwaters tofinengsel, met het kenmerk, dat een mengsel van koolmonoxyde en waterstof met een H^/CO mol.verhouding tussen 0,25 en 0,75 in contact wordt gebracht met een 5 mengsel van twee katalysatoren waarvan de ene het vermogen bezit om de omzetting van een H^/CO mengsel in acyclische zuurstofhoudende koolwaterstoffen te katalyseren en de andere een kristallijn silicaat is, welk silicaat is gekenmerkt doordat het na 1 uur calcineren in lucht bij 10 500°C de volgende eigenschappen bezit a) thermisch stabiel tot een temperatuur boven 600°C, b) een röntgenpoederdiffractiepatroon dat onder meer de in tabel A vermelde reflecties bevat, Tabel A Straling: Cu-Kr< Golflengte 0,15418 nm 2. relatieve intensiteit 7,8-8,2 S 8,7-9,1 ----- M----------------- 11.8- 12,1 Z 12.4- 12,7 Z 14.6- 14,9 Z 15.4- 15,7 Z 15.8- 16,1 Z 17.6- 17,9 Z 19.2- 19,5 Z 20.2- 20,6 Z 20.7- 21,1 Z 23.1- 23,4 ZS 23.8- 24,1 ZS 24.2- 24,8 S 29,7-30,1 M waarin de gebruikte letters de volgende betekenis Ί5 hebben: ZS = zeer sterk; S = sterk; M = matig; Z s zwak; Θ s de hoek volgens Bragg. 7903243 0 -16- c) na omzetting van het silicaat in de H-vorm en na mm O O evacuatie bij 2x10 bar en 400 C gedurende 16 uren -2 en gemeten bij een koolwaterstofdruk van 8x10 bar en 100°C bedraagt de adsorptie van n-hexaan ten minste 5 0,8 mmol/g, de adsorptie van 2,2-dimethyIbutaan ten minste 0,5 mmol/g en de verhouding adsorptie van n-hexaan_ . . , . adsorptie van 2,2-dimethyIbutaan en m ns e >5 * d) de samenstelling, uitgedrukt in molen van de oxyden is de volgende 10 y(1,0+0,3)M2/nO. y.(a Fe^.b Al^). Si02 waarin M = H en alkalimetaal of aardalkalimetaal, n = de valentie van M, 0< y ^ 0,1, 15 a>0, b0, en a + b = 1, en dat aan het H2/C0 mengsel een hoeveelheid water wordt toegevoegd welke in mol.$ betrokken op het H2/C0 20 mengsel ten minste 2,5 en ten hoogste 3(V-R) . . (ÜSÏÏwv) beiraagt’ waarin: H ï de H2/C0 mol.verhouding van de voeding, en V s de verbruiksverhouding van het H2/C0 mengsel 25 verkregen onder de condities waarbij de bovenge noemde werkwijze wordt uitgevoerd, echter zonder toevoeging vsι water.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat aan het H2/C0 mengsel een hoeveelheid water wordt toege- 25 voegd welke in mol.% betrokken op het H /CO mengsel ligt tUSSen en (1+R)(1+V) ®n (1+R)(1+V) '
3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat aan het Hg/co mengsel een hoeveelheid water wordt toegevoegd welke in mol.J betrokken op het H2/C0 mengsel ligt tussen
30 -Li3ly~jP . cn ,1,7(T-a) (1*B)(HÏ) en (1+BK1+Ï) · 7903243 -17- #
4. Werkwijze volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat deze wordt uitgevoerd bij een temperatuur van 200-500°C, een druk van 1-150 bar en een ruimtelijke doorvoersnelheid van 50-5000 NI gas/1 katalysator/uur.
5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat deze wordt uitgevoerd bij een temperatuur van 300-450°C, een druk van 5-100 bar en een ruimtelijke doorvoersnelheid van 300-3000 NI gas/1 katalysator/uur.
6. Werkwijze volgens een der conclusies 1-5, met het 10 kenmerk, dat het katalysatormengsel is opgebouwd uit een katalysator A en een katalysator B waarbij katalysator A in staat is om een H^/CO mengsel om te zetten naar in hoofdzaak methanol en/of dimethylether en katalysator B het kristallijne silicaat is.
7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat als katalysator A een compositie wordt toegepast welke zink tezamen met chroom bevat.
8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat in de katalysator A het atomaire percentage van zink 20 betrokken op de som van zink en chroom ten minste 60? bedraagt.
9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat in de katalysator A het atomaire percentage van zink betrokken op de som van zink en chroom 60-80? bedraagt.
10. Werkwijze volgens een der conclusies 6-9, met het kenmerk, dat het katalysatormengsel per volumedeel van katalysator B, 1-5 volumedelen van katalysator A bevat.
11. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat als katalysator A een compositie wordt toegepast 3° welke zink tesamen met koper bevat.
12. Werkwijze volgens een der conclusies 1-11, met het kenmerk, dat het katalysatormengsel een kristallijn silicaat bevat waarvan de gemiddelde kristallietgrootte minder dan 3000 nm bedraagt.
13. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk, 7903243 * L -18- β dat de gemiddelde kristallietgrootte van het silicaat minder dan 1000 nm bedraagt. 1H. Werkwijze volgens een der conclusies 1-13, met het kenmerk, dat het katalysatormengsel een kristallijn silicaat 5 bevat waarvan, in de formule die de brutosamenstelling van het silicaat weergeeft, as1.
15. Werkwijze volgens een der conclusies 1-13, met het kenmerk, dat het katalysatormengsel een kristallijn silicaat bevat, waarvan, in de formule die de brutosamenstelling 10 van het silicaat weergeeft, asO en y^ 0,005.
16. Werkwijze volgens een der conclusies 1-13, met het kenmerk, dat het katalysatormengsel een kristallijn silicaat bevat waarvan, in de formule die de brutosamenstelling van het silicaat weergeeft, a = 0 en y^ 0,005, welk sili- 15 caat bovendien een of meer elementen bevat gekozen uit de groep gevormd door mangaan, calcium, magnesium en titaan.
17. Werkwijze volgens een der conclusies 1-16, met het kenmerk, dat het katalysatormengsel een kristallijn silicaat bevat met een alkalimetaalgehalte van minder dan 0,0-1 gew.%.
18. Werkwijze voor de bereiding van een aromatisch koolwater- stofmengsel, in hoofdzaak zoals in het voorafgaande beschreven en in het bijzonder onder verwijzing naar de experimenten 2 en 5 uit het voorbeeld.
19. Aromatische koolwaterstoftaengsels welke zijn bereid 25 onder toepassing van een werkwijze volgens conclusie 18. 7101243
NLAANVRAGE7903243,A 1979-04-25 1979-04-25 Werkwijze voor de bereiding van een aromatisch koolwaterstofmengsel door katalytische omzetting van een mengsel van koolmonoxyde en waterstof. NL176551C (nl)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NLAANVRAGE7903243,A NL176551C (nl) 1979-04-25 1979-04-25 Werkwijze voor de bereiding van een aromatisch koolwaterstofmengsel door katalytische omzetting van een mengsel van koolmonoxyde en waterstof.
IN341/CAL/80A IN150951B (nl) 1979-04-25 1980-03-24
CA348,275A CA1127671A (en) 1979-04-25 1980-03-24 Process for the preparation of hydrocarbons
EP80200354A EP0018683B1 (en) 1979-04-25 1980-04-17 Process for the preparation of hydrocarbons, and hydrocarbons so prepared
DE8080200354T DE3061405D1 (en) 1979-04-25 1980-04-17 Process for the preparation of hydrocarbons, and hydrocarbons so prepared
ZA00802444A ZA802444B (en) 1979-04-25 1980-04-23 Process for the preparation of hydrocarbons
AU57716/80A AU531684B2 (en) 1979-04-25 1980-04-23 Process
JP5303880A JPS55145618A (en) 1979-04-25 1980-04-23 Manufacture of hydrocarbon

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL7903243 1979-04-25
NLAANVRAGE7903243,A NL176551C (nl) 1979-04-25 1979-04-25 Werkwijze voor de bereiding van een aromatisch koolwaterstofmengsel door katalytische omzetting van een mengsel van koolmonoxyde en waterstof.

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NL7903243A true NL7903243A (nl) 1980-10-28
NL176551B NL176551B (nl) 1984-12-03
NL176551C NL176551C (nl) 1985-05-01

Family

ID=19833047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NLAANVRAGE7903243,A NL176551C (nl) 1979-04-25 1979-04-25 Werkwijze voor de bereiding van een aromatisch koolwaterstofmengsel door katalytische omzetting van een mengsel van koolmonoxyde en waterstof.

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP0018683B1 (nl)
JP (1) JPS55145618A (nl)
AU (1) AU531684B2 (nl)
CA (1) CA1127671A (nl)
DE (1) DE3061405D1 (nl)
IN (1) IN150951B (nl)
NL (1) NL176551C (nl)
ZA (1) ZA802444B (nl)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8002582A (nl) * 1980-05-06 1981-12-01 Shell Int Research Werkwijze voor de bereiding van koolwaterstoffen.
FR2529099B2 (fr) * 1982-06-25 1986-03-21 Azote & Prod Chim Catalyseurs de conversion du gaz de synthese
EP0084469B1 (fr) * 1982-01-14 1984-12-27 Societe Chimique De La Grande Paroisse, Azote Et Produits Chimiques Catalyseurs de conversion du gaz de synthèse
FR2519563B1 (fr) * 1982-01-14 1986-01-10 Azote & Prod Chim Catalyseurs de conversion du gaz de synthese
FR2538266B2 (fr) * 1982-01-14 1986-12-05 Azote & Prod Chim Catalyseurs de conversion du gaz de synthese
NL8204884A (nl) * 1982-12-17 1984-07-16 Shell Int Research Werkwijze voor de bereiding van koolwaterstoffen.
JPH0510465U (ja) * 1991-07-17 1993-02-09 日本防蝕工業株式会社 赤水防止装置
WO2018004994A1 (en) 2016-07-01 2018-01-04 Res Usa, Llc Fluidized bed membrane reactor
US10189763B2 (en) 2016-07-01 2019-01-29 Res Usa, Llc Reduction of greenhouse gas emission
US9981896B2 (en) 2016-07-01 2018-05-29 Res Usa, Llc Conversion of methane to dimethyl ether

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2585981A (en) * 1945-11-23 1952-02-19 Texas Co Process for catalytic conversion of carbon oxides
US2497964A (en) * 1946-07-20 1950-02-21 Standard Oil Dev Co Synthesis of hydrocarbons
US2540581A (en) * 1946-09-18 1951-02-06 Standard Oil Dev Co Method of making gasoline
FR2337552A1 (fr) * 1976-01-08 1977-08-05 Om Lab Sa Esters mixtes de polyols, leur procede de preparation et medicaments renfermant ces esters
NL177015C (nl) * 1976-12-16 1985-07-16 Shell Int Research Verbeterde werkwijze voor de bereiding van een aromatisch koolwaterstofmengsel.
NL7803707A (nl) * 1978-04-07 1979-10-09 Shell Int Research Werkwijze voor de bereiding van een aromatisch koolwa- terstofmengsel.
NL7811736A (nl) * 1978-11-30 1980-06-03 Shell Int Research Werkwijze voor de bereiding van koolwaterstoffen.
NL7811821A (nl) * 1978-12-04 1979-10-31 Shell Int Research Werkwijze voor de bereiding van koolwaterstoffen.
NL7812292A (nl) * 1978-12-19 1979-10-31 Shell Int Research Werkwijze voor de bereiding van een gasvormige brandstof.

Also Published As

Publication number Publication date
ZA802444B (en) 1981-04-29
EP0018683A1 (en) 1980-11-12
AU531684B2 (en) 1983-09-01
JPS637167B2 (nl) 1988-02-15
JPS55145618A (en) 1980-11-13
AU5771680A (en) 1980-10-30
CA1127671A (en) 1982-07-13
NL176551C (nl) 1985-05-01
DE3061405D1 (en) 1983-01-27
EP0018683B1 (en) 1982-12-22
IN150951B (nl) 1983-01-29
NL176551B (nl) 1984-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1140157A (en) Process or the preparation of hydrocarbons
US4337176A (en) Process for the preparation of crystalline silicates
US4331774A (en) Process for the preparation of hydrocarbons
CA1144142A (en) Process for the preparation of crystalline silicates
NL8103397A (nl) Werkwijze voor de bereiding van organische verbindingen .
NL7903243A (nl) Werkwijze voor de bereiding van koolwaterstoffen.
NL7811735A (nl) Werkwijze voor de bereiding van koolwaterstoffen.
NZ205099A (en) Catalytic preparation of hydrocarbons from carbon monoxide and hydrogen
CA1154037A (en) Process for the preparation of hydrocarbons and hydrocarbons so prepared
CA1128964A (en) Process for the preparation of hydrocarbons
CA1198451A (en) Process for the production of hydrocarbons
CA1157484A (en) Process for the preparation of aromatic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons so prepared
EP0051326B1 (en) Process for the preparation of hydrocarbons
CA1102356A (en) Process for preparing hydrocarbons
CA1127670A (en) Process for the preparation of hydrocarbons
CA1172270A (en) Process for the preparation of hydrocarbons
US4350772A (en) Process for the preparation of hydrocarbons from synthesis gas
CA1180312A (en) Process for the preparation of crystalline silicates

Legal Events

Date Code Title Description
A1C A request for examination has been filed
A85 Still pending on 85-01-01
V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee