NO169215B - Katalysatorsystem, fremgangsmaate for dets fremstilling samt anvendelse av dette ved selektiv alkylering av toluen med propen - Google Patents

Katalysatorsystem, fremgangsmaate for dets fremstilling samt anvendelse av dette ved selektiv alkylering av toluen med propen Download PDF

Info

Publication number
NO169215B
NO169215B NO883819A NO883819A NO169215B NO 169215 B NO169215 B NO 169215B NO 883819 A NO883819 A NO 883819A NO 883819 A NO883819 A NO 883819A NO 169215 B NO169215 B NO 169215B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
sodium
catalyst system
catalyst
catalysts
azide
Prior art date
Application number
NO883819A
Other languages
English (en)
Other versions
NO883819L (no
NO883819D0 (no
NO169215C (no
Inventor
Pekka Knuuttila
Aila Ali-Hokka
Original Assignee
Neste Oy
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 Neste Oy filed Critical Neste Oy
Publication of NO883819L publication Critical patent/NO883819L/no
Publication of NO883819D0 publication Critical patent/NO883819D0/no
Publication of NO169215B publication Critical patent/NO169215B/no
Publication of NO169215C publication Critical patent/NO169215C/no

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
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/02Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the alkali- or alkaline earth metals or beryllium
    • B01J23/04Alkali metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
    • C07C2/54Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition of unsaturated hydrocarbons to saturated hydrocarbons or to hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring with no unsaturation outside the aromatic ring
    • C07C2/72Addition to a non-aromatic carbon atom of hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/02Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the alkali- or alkaline earth metals or beryllium
    • C07C2523/04Alkali metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2527/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • C07C2527/20Carbon compounds
    • C07C2527/232Carbonates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et katalysatorsystem, en fremgangsmåte for fremstilling derav og en fremgangsmåte for selektiv alkylering av toluen med propen.
Det finner to hovedfremgangsmåter for industriell fremstilling av alkylbenzen. En er Friedel-Crafts-katalysert alkylering av ringen i aromatiske forbindelser, denne har den ulempen at den viser tendens til å føre til polysubstitusjon (ringsubstitusjon) og derved til et vidt produktområde. Den andre fremgangsmåten er å anvende basekatalysatorer, så som Li, Na eller K-metaller, i reaksjonen mellom aromatiske hydrokarboner og olefiner. Alkalimetaller kan benyttes som sådanne, eller dispergert på overflaten av et uorganisk baererstoff. En effektiv sidekjede-alkyleringskatalysator oppnås når metallisk natrium dispergeres på overflaten av tørt kaliumkarbonat. Når en basisk alkalimetallkatalysator benyttes finner alkylering sted selektivt i sidekjeden av den alkylaromatiske forbindelsen og ingen ringsubstitusjon finner sted, hvilket er tilfelle med sure Friedel-Crafts-katalysatorer. Ulempen er relativt lav selektivitet av alkalimetall-katalysatoren for aromatiske forbindelser, og dens tendens til å gi forskjellige isomerer av alkylbenzen som senere må separeres. Alifatiske dimerer fremstilles også, selv om disse lett separeres fra alkylbenzenene ved destillasjon.
Selektiviteten av en alkylmetall-katalysator nedsettes ved fremstillingstrinnet ved rester av oksygen og vann i K2CO3-bæreren, hvorved oksyder og hydroksyder dannes fra en del av det aktive metallet. Det er av denne grunn nødvendig å tørke bæreren godt ved 120-150°C i vakuum i 10-20 timer og å fremstille katalysatoren i en inert atmosfære eller i vakuum.
Martens et al. ("Scientific bases for the preparation of heterogeneous catalysts", 4. Internasjonale Symp., Belgia, 1986,F3.1-3.11, og "Preparation and catalytic properties of ionic sodium dusters in zeolites", Nature. 315. (1985), s. 568-570) har antydet at natriumazid (NaNs) dekomponeres ved 350-400°C til tre forskjellige modifikasjoner: metallisk natrium (Nax°) krystallinske metall-klustere (Nay°) og joniske klustere (Na4<3+>). Når NaNQ på denne måten ble termisk dispergert på overflaten av en zeolitt ble det derved oppnådd en basisk katalysator som var egnet for anvendelse ved isomerisering av cis-2-butylen. Av azid og bærerstoff ble enten fremstilt en mekanisk blanding eller en metanol-suspensjon hvorfra azidet ble dekomponert i en rørformet reaktor, slik at det ble til natrium på overflaten av bæreren.
Formålet med oppfinnelsen er å anvende en dekomponerings-reaksjon som beskrevet for fremstilling av en katalysator for anvendelse ved toluenalkyleringsreaksjonen.
Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer følgelig et katalysatorsystem for selektiv alkylering av toluen med propen, hvilket katalysatorsystem inneholder metallisk natrium som er termisk dekomponert fra en natriumholdig forbindelse på overflaten av fast K2CO3, kjennetegnet ved at den natriumholdige forbindelsen er valgt fra gruppen natriumazid (NaNs) og natriumoksyd (Na20).
Dekomponeringen av natriumazid og av Na^/J^CC^-blandingen ble innledningsvis studert gravimetrisk. (Resultatene av termoanalysen er vist i figur 1). Kurven viser at natriumazid dekomponerer eksplosivt ved 400°C i ren tilstand. Blanding med K2CO3 gjør dekomponeringen roligere og gjør at den finner sted ved en noe høyere temperatur. Dekomponeringen til nitrogen og metallisk natrium forløper ifølge ligning 1:
Siden katalysatoren kan fremstilles i reaktorrøret in situ unngås tilfeldige katalysatoroverføringer, og faren for dekomponering av alkalimetall-katalysatoren, som er følsom for luft og fuktighet, vil være mindre. Det er også en fordel at ingen lett antennelige alkalimetaller, som oksyderes i luft, må håndteres.
Ved fremgangsmåten beskrevet ovenfor ble en alkalimetall-katalysator fremstilt hvori NaN3 ble termisk dekomponert for forankring på overflaten av fast kaliumkarbonat (K2CO3). Videre ble en alkalimetall-katalysator fremstilt hvorpå Na02 ble termisk dekomponert for forankring på overflaten av fast K2C03.
Oppfinnelsen tilveiebringer videre en fremgangsmåte for fremstilling av et katalysatorsystem som omtalt ovenfor, hvor forbindelsen som inneholder natrium dekomponeres termisk på overflaten av fast K2CO3, kjennetegnet ved at det som natriumholdig forbindelse anvendes en forbindelse valgt fra gruppen natriumazid (NaN3) og natriumoksyd (Na20).
Egenskapene for de derved fremstilte katalysatorene ble undersøkt ved sidekjedealkylering av toluen med propylen og' sammenligning av de oppnådde resultatene med tilsvarende resultater oppnådd ved anvendelse av en såkalt basisk katalysator. I den basiske katalysatoren var metallisk natrium dispergert på overflaten av kaliumkarbonat ved høy temperatur i en nitrogenatmosfære.
Oppfinnelsen tilveiebringer endelig en fremgangsmåte for selektiv alkylering av toluen med propen i nærvær av et katalysatorsystem, hvor katalysatorsystemet er dannet av en forbindelse som inneholder natrium som er termisk dekomponert på overflaten av fast K2CO3, kjennetegnet ved at det som natriumholdig forbindelse anvendes en forbindelse som er valgt fra gruppen natriumazid (NaN3)og natriumoksyd (Na20).
Fremstilling av katalysatorene
Å. Azidkatalysatorer
Tre katalysatorer ble fremstilt ved anvendelse av forskjellige azidinnhold i NaN3+K2C03~blandingene. Katalysatorene ATS 4 og ATS 5 ble fremstilt i en rørformet reaktor.
NaN3/K2C03~blandingen ble fylt, i form av en mekanisk blanding eller en metanolisk suspensjon, i et reaktorrør hvorigjennom en N2~strøm kunne føres, eller vakuum kunne pålegges. Reaktoren ble oppvarmet i en rørovn, og tempera-turen på innsiden av reaktoren ble målt. Dekomponering av NaN3 ble observert ved forøket gassgenerering.. Dekomponeringen fant sted, med de forskjellige katalysatorene, i temperaturområdet fra 350 til 420°C.
Katalysatoren ATS 6 ble fremstilt i en 2 dm<5> porsjonsreaktor utstyrt med røring. I tabell 1 er det angitt en sammenfatning av betingelsene hvorved katalysatorene ble fremstilt, av mengdene av utgangsmaterialer og fremstillingsfremgangs-måtene.
B. Na20 + K2CO3 katalysator
Katalysatorene Na20 og K2CO3 ble fremstilt ved å fylle en Na20+K2C03-blanding i nitrogenatmosfære i en Parr autoklav på 1 dm3 . Blandingen ble oppvarmet til 270° C. 6 g Na20 og 225 g K2CO3 ble benyttet, hvilket gjør andelen av Na i blandingen til lb%, beregnet som rent natrium.
Undersøkelse av katalysatorene
Effektiviteten ved sidekjede-alkylering av toluen for katalysatorene som var fremstilt ble undersøkt i porsjonsvise forsøk. En Parr autoklav på 1 dm<5> med blander ble benyttet som forsøksapparatur. Forsøksbetingelsene ble valgt som følger: for azidkatalysatorer — reaksjonstemperatur T = 170°C, reaksjonstid t = 20 timer, katalysatormasse ca. 20,0 g, molforhold mellom toluen og propylen ca. 1; for oksydkatalysatorer - T = 175°C, t = 23 timer, og katalysator 28,5 g, molforhold 0,7. Produktene ble analysert ved gasskromatografi. Resultater av forsøkene er angitt i tabell
A.
Resultatene ble sammenlignet med forsøkene utført under de samme betingelsene med den såkalte basiske katalysatoren. I den basiske katalysatoren var metallisk natrium dispergert på fast kaliumkarbonat.
Tabell A viser at omvandling av utgangsmaterialene til produkter var best i forsøket utført med katalysator ATS 5. Vektandelen av natrium i katalysatoren er 15 vekt-# dersom fullstendig dekomponering av det anvendte azidet antas. Aktivitetene av katalysatorene vedrørende isobutylbenzen er tilnærmet like for azidkatalysatorene og den basiske katalysatoren; dette viser at azidkatalysatorer er godt anvendelige ved selektiv alkylering av toluen. Med azidkatalysatorene er andelen av 4-metyl-l-penten i produktblandingen betydelig mindre enn med den basiske katalysatoren, mens andelene av andre heksener øker tilsvarende.
Følgelig indikerer de oppnådde resultatene at ved dekomponering av natriumazid eller natriumoksyd termisk på fast kaliumkarbonat oppnås en katalysator som selektivt kataly-serer sidekjedealkylering av toluen med propylen. Hoved-produktet ved reaksjonen er isobutylbenzen. I tillegg inneholder produktet butylbenzen og, som propylen-dimeriseringsprodukter, heksener, som er forskjellige metylpentenisomerer og rettkjedede heksener.

Claims (3)

1. Katalysatorsystem for selektiv alkylering av toluen med propen, hvilket katalysatorsystem inneholder metallisk natrium som er termisk dekomponert fra en natriumholdig forbindelse, på overflaten av fast K2CO3, karakterisert ved at den natriumholdige forbindelsen er valgt fra gruppen natriumazid (NaN3) og natriumoksyd (Na20).
2. Fremgangsmåte for fremstilling av et katalysatorsystem ifølge krav 1, hvor forbindelsen som inneholder natrium dekomponeres termisk på overflaten av fast K2CO3, karakterisert ved at det som natriumholdig forbindelse anvendes en forbindelse valgt fra gruppen natriumazid (NaNs) og natriumoksyd (Na20).
3. Fremgangsmåte for selektiv alkylering av toluen med propen i nærvær av et katalysatorsystem, hvor katalysatorsystemet dannes av en forbindelse som inneholder natrium, som er termisk dekomponert på overflaten av fast K2CO3, karakterisert ved at man som natriumholdig forbindelse anvender en forbindelse valgt fra gruppen natriumazid (NaNs) og natriumoksyd (Na20).
NO883819A 1986-12-31 1988-08-26 Katalysatorsystem, fremgangsmaate for dets fremstilling samt anvendelse av dette ved selektiv alkylering av toluen med propen NO169215C (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI865363A FI77387C (fi) 1986-12-31 1986-12-31 Katalysatorsystem och foerfarande foer selektiv alkylering av toluen med propen.
PCT/FI1987/000175 WO1988004956A1 (en) 1986-12-31 1987-12-29 Catalyst system and procedure for selective alkylation of toluene with propylene

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO883819L NO883819L (no) 1988-08-26
NO883819D0 NO883819D0 (no) 1988-08-26
NO169215B true NO169215B (no) 1992-02-17
NO169215C NO169215C (no) 1992-05-27

Family

ID=8523729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO883819A NO169215C (no) 1986-12-31 1988-08-26 Katalysatorsystem, fremgangsmaate for dets fremstilling samt anvendelse av dette ved selektiv alkylering av toluen med propen

Country Status (14)

Country Link
US (1) US4916100A (no)
JP (1) JPH01501772A (no)
AT (1) AT398913B (no)
BE (1) BE1000896A3 (no)
CH (1) CH671712A5 (no)
DE (2) DE3790859T1 (no)
FI (1) FI77387C (no)
FR (1) FR2609024B1 (no)
GB (1) GB2206817B (no)
IT (1) IT1224441B (no)
NL (1) NL8720727A (no)
NO (1) NO169215C (no)
SE (1) SE463807B (no)
WO (1) WO1988004956A1 (no)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2623423B1 (fr) * 1987-11-23 1990-03-30 Centre Nat Rech Scient Nouveaux catalyseurs a base de zeolithes modifiees par des elements alcalins sous forme metallique, leur preparation et leur application a l'alkylation des derives alkyl-aromatiques
US4992606A (en) * 1988-10-06 1991-02-12 Mobil Oil Corp. Process for preparing short chain alkyl aromatic compounds
US5001295A (en) * 1988-10-06 1991-03-19 Mobil Oil Corp. Process for preparing dialkylnaphthalene
AU639236B2 (en) * 1990-01-25 1993-07-22 Mobil Oil Corporation Alkylation of aromatics in the presence of a zeolite catalyst
JP2748646B2 (ja) * 1990-03-14 1998-05-13 住友化学工業株式会社 アルキル置換芳香族炭化水素の製造方法
US5104843A (en) * 1990-11-13 1992-04-14 Ethyl Corporation Catalyst composition for coupling process
US5157186A (en) * 1990-11-13 1992-10-20 Ethyl Corporation Process for catalytic coupling of an alkene with an aromatic hydrocarbon
FR2703678B1 (fr) * 1993-04-08 1995-06-23 Inst Francais Du Petrole Procédé de préparation d'isobutylbenzène en présence d'un catalyseur supporté.
DE19715203A1 (de) * 1997-04-11 1998-10-15 Basf Ag Katalysator und Verfahren zur Seitenkettenalkylierung
US7148177B2 (en) * 2000-12-14 2006-12-12 Basf Aktiengesellschaft Method for producing alkali metal catalyst and use thereof for the side-chain alklation of alkyl aromatics
CN112958128A (zh) * 2021-03-10 2021-06-15 山东新华万博化工有限公司 异丁基苯合成工艺新型催化剂的制备

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1269280A (en) * 1969-08-05 1972-04-06 Bp Chem Int Ltd Process for the production of alkyl aromatic hydrocarbons
IT967652B (it) * 1972-09-20 1974-03-11 Sir Soc Italiana Resine Spa Catalizzatori per la produzione di 4 metil i pentene per dimeriz zazione del propilene e relativo procedimento di preparazione
JPS6157526A (ja) * 1984-08-29 1986-03-24 Nippon Petrochem Co Ltd 芳香族炭化水素の製造方法
JPH0699329B2 (ja) * 1985-03-28 1994-12-07 三井石油化学工業株式会社 アルキル置換芳香族炭化水素の側鎖アルキル化方法
JPH0639396B2 (ja) * 1985-04-01 1994-05-25 三井石油化学工業株式会社 アルキル置換芳香族炭化水素の側鎖アルキル化方法

Also Published As

Publication number Publication date
CH671712A5 (no) 1989-09-29
GB2206817B (en) 1990-09-12
SE8803019D0 (sv) 1988-08-30
US4916100A (en) 1990-04-10
WO1988004956A1 (en) 1988-07-14
BE1000896A3 (fr) 1989-05-09
NO883819L (no) 1988-08-26
AT398913B (de) 1995-02-27
NO883819D0 (no) 1988-08-26
FI77387B (fi) 1988-11-30
DE3790859T1 (no) 1988-12-08
ATA903687A (de) 1994-07-15
NO169215C (no) 1992-05-27
SE463807B (sv) 1991-01-28
DE3790859C2 (de) 1996-03-21
NL8720727A (nl) 1988-12-01
JPH01501772A (ja) 1989-06-22
GB8819036D0 (en) 1988-10-12
FI865363A (fi) 1988-07-01
IT8723294A0 (it) 1987-12-31
FR2609024B1 (fr) 1989-12-29
FI77387C (fi) 1989-03-10
FR2609024A1 (fr) 1988-07-01
SE8803019L (sv) 1988-08-30
FI865363A0 (fi) 1986-12-31
GB2206817A (en) 1989-01-18
IT1224441B (it) 1990-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO169215B (no) Katalysatorsystem, fremgangsmaate for dets fremstilling samt anvendelse av dette ved selektiv alkylering av toluen med propen
US4826801A (en) Catalytic composition for the alkylation and transalkylation of aromatic hydrocarbons
KR20070100925A (ko) 방향족 탄화수소의 선택적 알킬화
KR0142427B1 (ko) 알킬 치환된 방향족 탄화수소의 제조방법
EP0245653B1 (en) Production of high (z,z) content 1,5,9-tetradecatrieneand 1,5,9-tetradecatriene
EP0612706B1 (en) Process for producing monoalkenylbenzenes
KR0151107B1 (ko) 알킬-치환 방향족 탄화수소의 제조방법
EP0395373B1 (en) Modification of natural clinoptilolite and its use as an oligomerisation catalyst
EP1240120B1 (en) Process for the production of olefins
JP2748646B2 (ja) アルキル置換芳香族炭化水素の製造方法
NO151038B (no) Fremgangsmaate ved fremstilling av fenol ved katalytisk dealkylering av alkylfenoler
JPH05310613A (ja) モノアルケニルベンゼン類の製造方法
US5344806A (en) Process for producing monoalkenyl aromatic hydrocarbon compound
NO178964B (no) Fremgangsmåte for alkylering av aromatiske forbindelser
EP0300498B1 (en) Method for producing p-alkylstyrene
US5436381A (en) Process for producing a monoalkenyl aromatic hydrocarbon compound
JP2748577B2 (ja) アルキル置換芳香族炭化水素の製造法
EP0739308B1 (en) Process for the manufacture of a zeolite
JP2596108B2 (ja) アルキル置換芳香族炭化水素の製法
EP0659717B1 (en) Method of alkylating the side chain of alkyl-substituted aromatic hydrocarbons
Anderson et al. Retained and desorbed products from reaction of 1-octene over H-ZSM-5 zeolite
EP0374315A1 (en) Catalyst system, process for preparing it, and process for alkylating toluene
JPS63284140A (ja) フエノールのアルキル化法
Arshadi et al. Selective alkylation of benzene with isopropyl alcohol over H3PO4-ZSM-5 catalyst
JPH0639421B2 (ja) トルエンのアルキル化触媒およびその製法