WO2006131308A1 - Method for the oligomerization of olefins - Google Patents

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WO2006131308A1
WO2006131308A1 PCT/EP2006/005377 EP2006005377W WO2006131308A1 WO 2006131308 A1 WO2006131308 A1 WO 2006131308A1 EP 2006005377 W EP2006005377 W EP 2006005377W WO 2006131308 A1 WO2006131308 A1 WO 2006131308A1
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WO
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nickel
adsorbent
oligomerization
oxidized form
catalyst
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Application number
PCT/EP2006/005377
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German (de)
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Inventor
Thomas Heidemann
Andreas Brodhagen
Original Assignee
Basf Aktiengesellschaft
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
    • C07C2/02Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition between unsaturated hydrocarbons
    • C07C2/04Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition between unsaturated hydrocarbons by oligomerisation of well-defined unsaturated hydrocarbons without ring formation
    • C07C2/06Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition between unsaturated hydrocarbons by oligomerisation of well-defined unsaturated hydrocarbons without ring formation of alkenes, i.e. acyclic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C07C2/08Catalytic processes
    • C07C2/10Catalytic processes with metal oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/12Purification; Separation; Use of additives by adsorption, i.e. purification or separation of hydrocarbons with the aid of solids, e.g. with ion-exchangers
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a process for the oligomerization of C 2 -C 8 monoolefins in the presence of an oligomerization catalyst, wherein the C 2 -C 8 monoolefins are brought into contact with an adsorbent to remove components which impair the oligomerization before it reacts in a catalytic Oligomerisieru ⁇ gsre redesign.
  • a low degree of branching of the olefins is crucial.
  • the degree of branching is described by the ISO index, which indicates the average number of methyl branches of the respective olefin fraction.
  • the ISO index indicates the average number of methyl branches of the respective olefin fraction.
  • To wear z For example, in the case of a C 8 fraction, the n-octenes have 0, methylheptenes have 1 and dimethylhexenes have 2 to the ISO index of the fraction.
  • the lower the ISO index the greater the linearity of the molecules in each fraction. Higher linearity generally results in higher hydroformylation yields and better properties of the plasticizers made therefrom.
  • the above-mentioned mixtures of relatively long-chain linear oligomers are in turn obtainable from olefin mixtures with predominantly linear short-chain starting olefins.
  • Such hydrocarbon mixtures containing short chain olefins e.g. B. containing 2 to 8 carbon atoms, are available on a large scale. So you get z.
  • a hydrocarbon mixture referred to as C 4 cut having a high total content of olefins, especially of olefins having 4 carbon atoms.
  • Such C 4 cuts are essentially mixtures of isomeric butenes and butanes and are suitable, if appropriate after prior separation of isobutene, especially for the preparation of relatively long-chain oligomers, in particular of octenes and dodecenes.
  • heterogeneous catalysis is to be preferred here.
  • the known heterogeneous catalyst Systems are based essentially on nickel- and silicon-containing catalysts, which often additionally contain aluminum and / or other active components. Methods for preparing such catalysts and their use for the oligomerization of olefins are known and z. In DE 43 39 713 A1, WO 01/37989 A2, EP 0 272 970 A1, US Pat. No. 5,169,824, DE-A-2051 402, DD 273 055 A1 and US Pat. No. 5,113,034.
  • C 4 cuts often contain compounds which act as catalyst ore and deactivate the aforementioned oligomerization catalysts.
  • These catalyst poisons include, for. As alkynes and polyunsaturated hydrocarbons such as butadiene, further oxygen-containing compounds such as alcohols, aldehydes, ketones and ethers, and nitrogen-containing, sulfur-containing and halogen-containing compounds. The presence of such catalyst poisons in the oligomerization leads over time to a decrease in catalyst activity, which is often irreversible.
  • hydrocarbon mixtures are usually brought into contact with more or less easily regenerable adsorbents.
  • DE-A-39 14 817 describes a process for the oligomerization of olefins on a heterogeneous nickel-containing fixed bed catalyst, wherein the hydrocarbon mixture to be used is passed before the oligomerization through a molecular sieve having a pore diameter of greater than 4 Angstroms to 15 Angstroms and the contained polyunsaturated hydrocarbons removed by selective hydrogenation.
  • the molecular sieves used are natural and synthetic aluminum silicates, ie zeolites.
  • the use of aluminum silicates for the adsorption of catalyst poison effective impurities from olefin mixtures for the catalytic oligomerization is associated with disadvantages.
  • the surface of molecular sieves available for adsorption irreversibly decreases in the presence of water vapor.
  • zeolites under thermal stress tend to form Lewis acidic groups which undesirably catalyze the oligomerization of olefins, e.g. B. a decrease in the selectivity, a broadening the molecular weight distribution or a high degree of branching (ISO index) of the obtained oligomers cause.
  • ISO index degree of branching
  • DE-A-20 57 269, EP 0 081 041 A1 and DE-A-1 568 542 disclose the removal of polyunsaturated olefins by selective catalytic hydrogenation to the corresponding monoolefins. Depending on the boundary conditions, a residual content of dienes of less than 50 ppm or less than 5 ppm can be achieved.
  • the process for the catalytic oligomerization of short-chain monoolefins described in DE 198 45 857 A1 uses an adsorbent which is selected from aluminum oxides, aluminum oxide-containing solids, aluminum phosphates, silicon dioxides, kieselguhr, titanium dioxides, zirconium dioxides, phosphates, carbonaceous adsorbents, polymer adsorbents and mixtures thereof.
  • the process of the invention should allow the most complete removal of polyunsaturated hydrocarbons.
  • the adsorbent used is a component which is capable of being used as an oligomerization catalyst.
  • the present invention therefore provides a process for the oligomerization of C 2 -C 8 monoolefins in the presence of an oligomerization catalyst in which
  • step b) oligomerizing the effluent from step a) in at least one reaction zone
  • the adsorbent contains at least one component capable of being used as an oligomerization catalyst.
  • an oligomerization catalyst is generally understood to mean a component which undergoes an oligomerization reaction of monoolefins, such as C 2 -C 8 -monoolefins, to form longer-chain monoolefins, eg. B. C 8 -, Cio, Ci 2 -Monoolefine or monoolefins having more than 12 carbon atoms, catalyze.
  • monoolefins such as C 2 -C 8 -monoolefins
  • oligomerization catalysts for the catalytic oligomerization of monoolefin-containing hydrocarbon mixtures, it is possible to use all customary processes known to the person skilled in the art, and in particular oligomerization catalysts, as described, for example, in US Pat.
  • oligomerization catalysts described in this prior art generally have a proportion of nickel in oxidized form as the catalytically active component.
  • the nickel in oxidized form is present as nickel oxide (NiO), optionally as nickel aluminosilicate.
  • NiO nickel oxide
  • all catalysts useful for catalyzing oligomerization reactions of C 2 -C 8 monoolefins are suitable as oligomerization catalysts for the process according to the invention.
  • Components which can be used as oligomerization catalyst generally have a content of nickel in oxidized form, calculated as NiO, of at least 0.5% by weight and in particular in the range from 0.5 to 90% by weight, especially in the range from 0, 5 to 80% by weight, more particularly in the range of 2 to 70% by weight, more particularly in the range of 10 to 70% by weight, and more particularly in the range of 40 to 60% by weight, based on the total weight of the oligomerization catalyst.
  • the oligomerization catalysts can be supported or used in the form of unsupported catalysts. Suitable support materials on which the oligomerization catalysts may be applied or with which they may be present are described below in connection with support materials for the adsorbents to be used according to the invention. The support materials described there are in principle also useful for the oligomerization catalysts to be used according to the invention.
  • the components which can be used as oligomerization catalyst may further comprise one or more further metal oxides as active components and / or as support materials. These include in particular TiO 2 , ZrO 2 , SiO 2 , Al 2 O 3 , Ga 2 O 3 , In 2 O 3 and the mixed oxides and mixtures thereof.
  • an oligomerization catalyst which has a content of TiO 2 and / or ZrO 2 in the range of 5 to 30 wt .-%, especially in the range of 10 to 20 wt .-%; a content of Al 2 O 3 in the range of 0 to 20 wt .-%, especially in the range of 0 to 10 wt .-%; and a content of SiO 2 in the range of 0 to 60 wt .-%, especially in the range of 10 to 50 wt .-%, each based on the total weight of the oligomerization catalyst having.
  • the components which can be used as oligomerization catalyst optionally contain sulfur in oxidized form, the molar ratio of sulfur atoms to nickel atoms in the relevant oligomerization catalyst usually being less than 1.
  • oligomerization catalysts described in WO 95/14647 are preferably used to carry out the process according to the invention.
  • oligomerization catalysts may also be used.
  • several identical oligomerization catalysts can be used in reactors connected in parallel or in series.
  • One of the advantages of a parallel connection is that temporary power drops or failures can be absorbed or compensated in a reactor without switching off the reaction current.
  • a combination of different oligomerization catalysts is possible.
  • adsorbents For the purposes of the method according to the invention several different adsorbents can be used in combination. In this case, according to the invention, it is only necessary that at least one of the adsorbents used has a component which is capable of being used as an oligomerization catalyst, eg. B. one of the above oligomerization catalysts contains. In a first embodiment of the invention, an adsorbent which contains a component which is capable of being used as an oligomerization catalyst is employed without further adsorbents which are different therefrom.
  • the component contained in the adsorbent and capable of use as an oligomerization catalyst and the oligomerization catalyst used for the olefin oligomerization may be identical, ie in each case the same component is used both as adsorbent and as oligomerization catalyst. Furthermore, the component contained in the adsorbent and suitable for use as an oligomerization catalyst and the oligomerization catalyst used can be different. As the component capable of being used as the oligomerization catalyst, especially the above-mentioned oligomerization catalysts are suitable.
  • an adsorbent which contains a component which is capable of being used as an oligomerization catalyst is used together with further adsorbents.
  • the component contained in the adsorbent and capable of being used as an oligomerization catalyst and the oligomerization catalyst used for the olefin oligomerization may be the same or different.
  • the other adsorbents can be other components which are capable of being used as oligomerization catalyst as well as conventional adsorbents, as described below, without catalytic activity for olefin oligomerization.
  • the component capable of being used as the oligomerization catalyst especially the above-mentioned oligomerization catalysts are suitable.
  • the same component is used as adsorbent and as oligomerization catalyst.
  • one or more further conventional adsorbents other than the oligomerization catalyst are used here, as described below.
  • Suitable adsorbents which are the same as the oligomerization catalyst used are, in principle, all components mentioned above as employable oligomerization catalysts.
  • those adsorbents which are capable of being used as oligomerization catalysts are suitable for carrying out the process according to the invention which comprise nickel in oxidized form.
  • adsorbents containing nickel in oxidized form generally have a content of nickel in oxidized form, calculated as NiO, of at least 0.5% by weight and in particular in the range from 0.5 to 90% by weight, especially in the range from 0.5 to 80% by weight, more particularly in the range from 2 to 70% by weight, more particularly in the range from 10 to 70% by weight, and more particularly in the range from 40 to 60% by weight, in each case based on the total weight of the nickel in oxidized form containing adsorbent on.
  • such adsorbents may comprise the same additional active components or support materials previously mentioned for the components to be used as the oligomerization catalyst. These additional active components or support materials are in this case in the same amounts in the adsorbent in nickel in oxidized form, which were previously given for the components mentioned as Oligomermaschineskatalysator.
  • an adsorbent containing nickel in oxidized form is used, which consists essentially of
  • the nickel in oxidized form in particular in an amount in the range from 0.5 to 90% by weight, especially in the range from 10 to 70% by weight and especially in the range from 40 to 60% by weight , each calculated as NiO;
  • (iii) optionally, sulfur in oxidized form, wherein the molar ratio of sulfur atoms to nickel atoms is preferably less than 1, more preferably in the range of 0.25: 1 to 0.38: 1;
  • the proportions of the individual components complement each other to 100 wt .-%.
  • the term "essentially” here means that the proportion of other components is usually not more than 0.5% by weight. In general, this proportion will not be more than 0.1% by weight.
  • the component of the adsorbent which is capable of being used as oligomerization catalyst from those components which contain nickel in oxidized form.
  • the aforementioned nickel in oxidized form containing adsorbent Preferably, the nickel-containing oligos described in WO 95/14647 and WO 01/37989 are used. merleiterskatalysatoren as nickel in oxidized form containing adsorbent.
  • an adsorbent which consists essentially of nickel oxide, silicon dioxide, titanium dioxide and / or zirconium dioxide and, if appropriate, aluminum oxide.
  • the adsorbent is obtainable by precipitating an aluminum-free or a dissolved aluminum salt-containing nickel salt solution at a pH of 5 to 9 by adding this nickel salt solution to an alkali water glass solution containing solid titania and / or zirconia.
  • the precipitation is preferably carried out at a temperature of 30 to 90 ° C.
  • the drying and heat treatment of the precipitate obtained are preferably carried out at 350 to 650 ° C. and in particular at 400 to 600 ° C.
  • an adsorbent which is prepared by a process in which aluminum oxide is charged with a nickel compound and a sulfur compound. This is done simultaneously or first with the nickel compound and then with the sulfur compound. The resulting adsorbent is then dried and calcined, thereby adjusting a molar ratio of sulfur to nickel of 0.25: 1 to 0.38: 1 in the finished adsorbent.
  • the abovementioned adsorbents generally have a BET specific surface area in the range from about 10 to 2000 m 2 / g, in particular in the range from 10 to 1500 m 2 / g, especially in the range from 20 to 600 m 2 / g and especially in the range of 100 to 500 m 2 / g.
  • the component contained in the aforementioned adsorbents and capable of being used as oligomerization catalyst can be used both in their active form and in the form of a precursor.
  • Such precursors are usually obtained by thermal treatment at temperatures of a few hundred degrees, e.g. Example in the range of 200 to 800 "C 1 transferred to the respective active form.
  • In order to remove possibly present moisture can be the catalyst or its active form before performing the oligomerization reaction of a treatment in a stream of nitrogen at a sufficiently high temperature, for. B. in the range of 150 to 200 0 C, subject. This drying is preferably carried out in situ.
  • At least one further, essentially nickel-free adsorbent is additionally used.
  • all those adsorbents are contemplated which have already been proposed or used in the prior art for the removal of impurities from hydrocarbon mixtures which are used for the oligomerization of olefins.
  • Substantially nickel-free here and in the following means that the particular adsorption agent generally contains nickel only in minor amounts, eg in traces.
  • an adsorption agent is "essentially nickel-free” if its content of nickel is less than 0.5% by weight, based on the total weight of the adsorbent.
  • Such essentially nickel-free adsorbents which are suitable for the process according to the invention are generally customary and known to those skilled in the so-called active aluminas.
  • Their preparation takes place for. B. starting from aluminum hydroxide, which is obtainable by conventional precipitation of aluminum salt solutions. This includes z.
  • aluminum hydroxide can then directly by heating to temperatures of about 700 to 2100 0 C in suitable furnaces, such as. As rotary or fluidized bed calcination, are converted to active aluminum oxides.
  • aluminum hydroxide may be subjected to flash heating in vacuum or in the presence of a high temperature resistant gas.
  • the aluminum hydroxide is heated for a short time, generally a few seconds, to temperatures of about 1100 to 1600 ° C.
  • Active aluminas suitable for the process according to the invention are also obtainable starting from aluminum hydroxide gels. For the preparation of such gels z. Example, precipitated aluminum hydroxide after conventional work-up steps, such as filtering, washing and drying, activated and then optionally ground or agglomerated. If desired, the resulting alumina may then be subjected to a shaping process such as extrusion, granulation, tabletting, etc.
  • Suitable adsorbents are preferably the Selexsorb TM types from Alcoa.
  • essentially nickel-free adsorbent are still alumina-containing solids. These include z.
  • the so-called clays which also have aluminum oxides as the main component, and mixtures of at least one alumina and at least one other of the aforementioned adsorbent.
  • the aluminum oxides or aluminum oxide-containing solids used according to the invention may additionally comprise at least one alkali metal and / or alkaline earth metal compound.
  • the alumina or the alumina-containing solid z.
  • B. a soaking step with an appropriate solution and optionally further conventional process steps, such as drying and / or calcination, are subjected.
  • the alumina or the alumina-containing solid has an alkali metal and / or alkaline earth metal content of at most 1 wt .-%, z. In a range of about 0.0001 to 1.0% by weight, based on the total weight of the substantially nickel-free adsorbent.
  • the aluminum oxides or aluminum oxide-containing solids used according to the invention preferably contain the alkali metals and / or alkaline earth metals in the form of their oxides.
  • essentially nickel-free adsorbents are aluminum phosphates.
  • essentially nickel-free adsorbents are silicas, z. B. by dehydration and activation of silica gels are available.
  • Another method for the production of silicon dioxide is the flame hydrolysis of silicon tetrachloride, wherein by suitable variations of the reaction parameters, such. As the stoichiometric composition of the educt mixture and the temperature, the desired surface properties of the resulting silica can be varied within wide ranges.
  • essentially nickel-free adsorbents are diatomaceous earth, which also has silicas as its main constituent. This includes z. As the diatomaceous earth obtained from silica sediments.
  • essentially nickel-free adsorbents are titanium dioxides and zirconium dioxides, as z. In Römpp, Chemie Lexikon, 9th edition (paperback), Vol. 6, p. 4629f. and pp. 5156f. and the literature cited therein. This is hereby fully incorporated by reference.
  • essentially nickel-free adsorbents are phosphates, in particular condensed phosphates, such. As melting or annealing phosphates, which have a large active surface area. Suitable phosphates are, for. B. in Römpp, Chemie Lexikon, 9th ed. (Paperback), Vol 4, p 3376f. and the literature cited therein. This is hereby fully incorporated by reference.
  • essentially nickel-free adsorbents are carbonaceous adsorbents, preferably activated carbon. Activated carbon is generally understood to mean carbon with a porous structure and a high internal surface area.
  • activated carbon are plant, animal and / or mineral carbonaceous raw materials, eg. B. with dehydrating agents such as zinc chloride or phosphoric acid, heated or charred by dry distillation and then activated by oxidation.
  • dehydrating agents such as zinc chloride or phosphoric acid
  • This can be z. B. treat the charred material at elevated temperatures of about 700 to 1000 0 C with water vapor, carbon dioxide and / or mixtures thereof.
  • the substantially nickel-free adsorbents are preferably selected from titanium dioxides, zirconium dioxides, silicon dioxides, kieselguhr, aluminum oxides, aluminum oxide-containing solids, aluminum phosphates, natural and synthetic aluminum silicates, phosphates, carbonaceous adsorbents and mixtures thereof, more preferably alumina and alumina-containing solids , Very particular preference is given to aluminas and alumina-containing solids which comprise at least one alkali metal and / or alkaline earth metal.
  • the alkali metal and / or alkaline earth metal content is at most 1% by weight, for. In the range of 0.0001 to 1% by weight, based on the total weight of the substantially nickel-free adsorbent.
  • the essentially nickel-free adsorbents generally have a BET specific surface area in the range from about 10 to 2000 m 2 / g, in particular in the range from 10 to 1500 m 2 / g and especially in the range from 20 to 600 m 2 / g, up.
  • the inventively used, essentially nickel-free adsorbents generally have no catalytic activity for the oligomerization of olefins.
  • An oligomer formation of at most 0.2% by weight, in particular not more than 0.1% by weight, based on the total amount of monoolefin in the amine used in the process according to the invention for the first time (so-called 1st cycle) is observed Oligomerization used hydrocarbon mixture.
  • this tendency to oligomer formation substantially does not increase even with regenerated adsorbents (2nd to nth cycle).
  • the essentially nickel-free adsorbents used according to the invention advantageously show no tendency to significantly isomerize unbranched monoolefins.
  • the weight ratio of the former to the latter is usually in the range from 10:90 to 90:10 and in particular in the range from 30 : 70 to 70: 30. It is preferable to use one of the above-mentioned nickel-containing oligomerization catalysts as an adsorbent containing a component capable of being used as an oligomerization catalyst.
  • the above-described nickel-free adsorbents are preferably used.
  • nickel-containing and nickel-free adsorbents are used, with the weight ratio of nickel-containing to nickel-free adsorbents being in the range of 10:90 to 90:10 and especially in the range of 30:70 to 70:30.
  • the adsorbents to be used according to the invention can be subjected to a conventional shaping process such as pelleting, tableting or extrusion prior to their use.
  • the adsorbents are in the form of extrudates, e.g. B. strands, in particular cylindrical strands, or balls used.
  • Strand-shaped adsorbents preferably have a length in the range of 0.1 to 2 mm and more preferably in the range of 0.2 to 1 mm and a diameter in the range of about 0.5 to 10 mm and more preferably in the range of 1 to 5 mm on.
  • Spherical adsorbents preferably have a diameter in the range of about 0.1 to 5 mm, and more preferably in the range of 1 to 5 mm.
  • the adsorbents can be applied to optionally inert and / or non-porous carrier materials, as known from the prior art. These include, for example, quartz (SiO 2 ), porcelain, magnesium oxide, silicon carbide, titanium dioxide, alumina (Al 2 O 3 ), aluminum silicate, steatite (magnesium silicate), zirconium silicate or mixtures of these support materials.
  • the shape of the support material is generally not critical.
  • carrier materials in the form of spheres, rings, tablets, spirals, tubes, extrudates or chippings can be used.
  • the dimensions of these support materials correspond to the dimensions usually set in the production of adsorbents used as solid phase and overflowed by a gas phase.
  • the abovementioned carrier materials can also be mixed into the adsorbents in powder form.
  • the adsorbent-containing suspensions can be sprayed onto the substrates in a coating drum or in a fluid bed coater, optionally at elevated temperature.
  • a suspension or slurry of a powder of the adsorption used according to the invention in water or in an organic solvent for. B. higher alcohols, polyhydric alcohols, eg. As ethylene glycol, 1, 4-butanediol or glycerol, di- methylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone or cyclic ureas, eg.
  • organic binders such as copolymers can be dissolved or such binders can be advantageously added in the form of an aqueous dispersion.
  • binder contents in the range from 10 to 20% by weight, if appropriate in the range from 1 to 10% by weight, based on the solids content of the suspension or slurry, are set here.
  • Suitable binders are z.
  • vinyl acetate / vinyl laurate vinyl acetate / acrylate, styrene / acrylate, vinyl acetate / maleate or vinyl acetate / ethylene copolymers.
  • the coating of the carrier materials with the adsorbents used in the invention can be applied generally temperatures in the range of 20 to 500 0 C, wherein the coating rend or jerk in the coating apparatus under atmos- can be carried out under reduced pressure.
  • binders for coating they should be removed from the applied layer by thermal treatment at temperatures above 200 to 500 ° C, at which the binders decompose and / or burn, z. B. as part of a conditioning pretreatment.
  • the C 2 -C 8 -monoolefins to be oligomerized are brought into contact with the adsorbent (s) in at least one adsorption zone and are oligomerized in at least one reaction zone.
  • An adsorption zone is understood here to mean the spatial area which is claimed by one or more usually solid adsorbents and can be passed through by the educt mixture, usually a gaseous mixture with a high content of C 2 -C 8 monoolefins.
  • a reaction zone is understood here to mean the spatial area which is claimed by one or more usually solid oligomerization catalysts and can be flowed through by the educt mixture after it has been discharged from the adsorption zone.
  • adsorption and reaction zone may be in any known manner. It is preferable to arrange the adsorption and reaction zone (s) spatially separated from one another, ie to structurally separate from one another by the apparatus design. For this you can z.
  • a relatively small-sized apparatus eg., In the order of magnitude of some m 3 , usually in the range of 1 to 20 m 3 and often not more than 25 m 3
  • a larger compared in comparison te apparatus for example in the order of about 100 m 3 , usually in the range of 50 to 250 m 3 and often more than 25 m 3
  • reaction zone for example in the order of about 100 m 3 , usually in the range of 50 to 250 m 3 and often more than 25 m 3
  • the volume ratio of adsorption to reaction zone is chosen such that it is in the range from 1: 1 to 1: 500 and in particular in the range from 1: 2 to 1: 100. If available, in each case the total adsorption zones or reaction zones are to be calculated together and then related to one another.
  • z. B. provide a first adsorption zone in a first reactor containing a first adsorbent, and separately, so separated by equipment, z. B. in a second reactor, a second adsorption zone containing a second adsorbent.
  • the first and / or the second adsorbent may contain at least one component which is suitable for use as an ON gomerization catalyst.
  • At least two adsorption zones will be arranged so that the C 2 -C 8 monoolefins to be oligomerized in the first adsorption zone are treated with a conventional adsorbent, e.g. A substantially nickel-free adsorbent as described above, and in the second adsorption zone are contacted with an adsorbent containing at least one component capable of use as an oligomerization catalyst.
  • a conventional adsorbent e.g. A substantially nickel-free adsorbent as described above
  • an adsorbent containing at least one component capable of use as an oligomerization catalyst can z.
  • a nickel in oxidized form containing adsorbent, as described above be.
  • a substantially nickel-free adsorbent is used together with an adsorbent containing nickel in oxidized form in a single adsorption zone, e.g. In layered form, mixed in the form of a random distribution or in the form of a gradient coating.
  • the use in mixed form optionally allows a better control of the temperature.
  • linear and nonlinear gradients can be used. It may be advantageous in this case to carry out the distribution within the bed in such a way that the C 2 -C 8 monoolefins to be oligomerized are first brought into contact with the essentially nickel-free adsorbent before they are adsorbed with the nickel in oxidized form Contact us.
  • the illustrated different variants for the design of the adsorption and reaction zones can each be applied in such a way that two or more identically designed adsorption and / or reaction zones are arranged in parallel and / or behind one another ,
  • an embodiment is advantageous in which at least two separate identical ge adsorption zones are provided which can be operated in parallel.
  • temporary power losses or failures can be absorbed or compensated in a reactor without switching off the reaction current.
  • This is z. B. achieved by operating the adsorption zones so that both are loaded with mutually different amounts of catalyst poisons. It is preferable to arrange two adsorption zones in parallel and operate them alternately, for. B. alternately during a given time period.
  • This maximum amount can be z. B. result from a specific product specification. In particular, this maximum amount will be such that the catalytic activity of the oligomerization catalyst is at an economically acceptable level. It has z. B. proven advantageous to make such an aforementioned switching in each case when in the emerging from the adsorbent stream, a content of potential catalyst poisons, as described below, of 0.001 wt .-% (10 ppm by weight) reached or exceeded becomes.
  • monoolefin-containing hydrocarbon mixtures which contain C 2 -C 8 -monoolefins can be used as starting materials.
  • Such hydrocarbon mixtures have one or more types of monoolefins having 2 to 8 carbon atoms, in particular having 2 to 6 carbon atoms.
  • especially suitable are those which contain, in particular, aliphatic and / or cycloaliphatic C 4 -monoolefins and / or Cs-C 6 -monoolefins.
  • the hydrocarbon mixtures used advantageously contain a high proportion of unbranched monoolefins, z. Example, in the range of 10 to 90 wt .-%, based on the total weight of the mixture.
  • z. B. use an industrially occurring hydrocarbon mixture. These include z. As obtained in the workup of petroleum by steam cracking or fluidized catalyst cracking (FCC)
  • C 4 cuts.
  • a so-called raffinate II is used.
  • a C 2 -C 8 monoolefins containing hydrocarbon mixture consisting of a z. B. carried out according to the DE 198 59 911 olefin metathesis used.
  • a large-scale C 4 cut which contains essentially 10 to 90% by weight of butenes and 10 to 90% by weight of butanes, the butene fraction containing the following hydrocarbons: 1 to 99 Wt% trans-2-butene; 1 to 50% by weight of 1-butene; From 1 to 50% by weight of cis-2-butene; and 1 to 5% by weight of isobutene; and wherein the proportion of the butene and the butane fraction add up to 100 wt .-%.
  • the term "essentially” here means that the proportion of further components is generally not more than 1% by weight and in particular not more than 0.1% by weight.
  • the aforementioned hydrocarbon mixtures contain catalyst poisons, d. H.
  • Components which interfere with oligomerization by deactivating the oligomerization catalyst include oxygen-containing compounds such as water, alcohols, eg. For example, methanol, ethanol, isopropanol, n-propanol, n-butanol, sec-butanol, isobutanol, tert-butanol, ethers, eg. As diethyl ether, methyl tert-butyl ether, aldehydes, z. As formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, butyraldehyde, ketones, z.
  • catalyst poisons are nitrogen-containing compounds such as amines and sulfur-containing compounds such as hydrogen sulfide, thio alcohols, thioethers, z.
  • B dimethyl sulfide and dimethyl disulfide, carbon dioxide sulfide, etc.
  • hydrocarbon mixtures used industrially for olefin oligomerization contain further production-related catalyst poisons. These include z.
  • As halogen compounds traces of common extraction agents, eg. As acetonitrile or N-methylpyrrolidone, etc., and optionally organic phosphorus and arsenic compounds.
  • the content of the above-mentioned catalyst poisons in the hydrocarbon mixtures used in the process according to the invention is not a limiting factor in principle for the use of the adsorbents described above to be used according to the invention.
  • the required volume of adsorbent used per unit time and hydrocarbon throughput increases. Therefore, it may be more economical to use the hydrocarbon mixtures used for olefin oligomerization prior to contacting with the adsorbents described above, in particular prior to contacting with the previously described substantially nickel-free adsorbents of a coarse purification method known in the art to undergo.
  • the content of the aforementioned catalyst poisons in the hydrocarbon mixtures before contacting with the adsorbents used in the invention if necessary, by conventional methods to at most about 0.5 wt .-% (5000 ppm by weight ), preferably at most 0.2 wt .-% (2000 wt ppm), in particular at most 0.1 wt .-% (1000 wt ppm) to reduce.
  • Suitable methods for such a rough purification of hydrocarbon mixtures are z. For example, in DE-A-39 14 817 and the literature cited therein, which is incorporated herein by reference in its entirety.
  • a hydrocarbon mixture containing the C 2 -C 8 monoolefins is contacted with nickel-free adsorbent prior to contacting with adsorbents containing nickel in oxidized form such that the content of oxygen, Nitrogen, sulfur, phosphorus and / or halogen-containing impurities in the hydrocarbon mixture to at most 0.001 wt .-% and in particular to at most 0.0001 wt .-%, based on the total weight of the hydrocarbon mixture is reduced.
  • the hydrocarbon mixtures used for the oligomerization further usually contain multiple monoethylenically unsaturated hydrocarbons and / or alkynes. So z.
  • a typical raffinate II has a content of butadiene of the order of several thousand ppm by weight. It has proved to be advantageous for carrying out the process according to the invention to reduce the content of such impurities prior to oligomerization by selective hydrogenation to the corresponding monoolefins. Suitable methods for selective hydrogenation are, for. In DE-A-20 57 269, EP-A-0 081 041 and DE-A-15 68 542, to which reference is hereby made in their entirety.
  • hydrogenation is carried out in such a way that the resulting hydrocarbon mixture obtained in the process according to the invention has a content of polyunsaturated hydrocarbons and / or alkynes of at most 0.01% by weight (100 ppm by weight), especially 0.005% by weight ( 50 wt. Ppm) and especially 0.001 wt.% (10 wt. Ppm).
  • this selective hydrogenation may also be effected after contacting the hydrocarbon mixture with a substantially nickel-free adsorbent, but prior to contacting with the adsorbent containing the nickel in oxidized form.
  • an adsorbent is used in at least one adsorption zone, which contains at least one component capable of being used as an oligomerization catalyst. While the essentially nickel-free adsorbents, as stated above, usually have no significant catalytic activity for the oligomerization of olefins, this naturally does not apply to the adsorbent component which contains the component which is capable of being used as an oligomerization catalyst. In particular, this relates to nickel containing in oxidized form Adsorbent or components.
  • Conditions for controlling the conversion of the oligomerization reaction are known in principle to the person skilled in the art and can easily be determined by him in routine experiments. It has also been found that by using lower temperatures than are commonly used for the oligomerization reaction, e.g. B. setting temperatures below 50 0 C and in particular below 30 0 C, the catalytic oligomerization activity of the adsorbent, which contain the capable of use as oligomerization catalyst component, can be greatly reduced; on the other hand, the adsorption capacity for potential catalyst poisons is essentially retained.
  • the process according to the invention is carried out under reaction conditions (temperature, pressure, throughput, etc.) in which less than 50% by weight, in particular less than 20% by weight and especially less than 10% by weight of C 2 -C 8 monoolefins, in each case based on the total weight of the C 2 -C 8 monoolefins used, are oligomerized in step a).
  • reaction conditions temperature, pressure, throughput, etc.
  • the adsorption is carried out at a temperature of less than 50 0 C, in particular less than 40 0 C and especially less than 30 0 C. At a temperature of less than 30 ° C.
  • the term "space velocity" is defined as related by set reactant mixture used to reactor volume and time, that is expressed as kg Ra ffinat / (l catalyst or Adsorbervoiumen * h). At a temperature of fewer than 10 0 C in the It is possible to carry out the adsorption at a temperature higher than 50 ° C.
  • the heat of reaction caused by the significantly occurring oligomerization reaction is reliably removed from the adsorption zone, ie from the catalyst bed so as to give a qualitatively comparable olefin product as in the oligomerization reaction carried out in the reaction zone.
  • the process according to the invention is preferably carried out in such a way that the temperature in the adsorption zone containing nickel-free adsorbents is in the range from 0 to 150 ° C., more preferably in the range from 5 to 100 ° C. and most preferably in the range from 10 to 50 0 C is.
  • the temperature in the adsorption zone containing nickel-containing adsorbent is preferably in the range of 0 to 50 0 C, more preferably in the range of 5 to 40 0 C and most preferably in the range of 10 to 30 0 C. Substituting nickel-free and nickel-containing Adsorbent in combination in the same adsorption zone, it is advantageous to choose the previously mentioned for the nickel-containing adsorbent temperatures.
  • the C 2 -C 8 -lvlonoolefins or a hydrocarbon mixture containing them at a pressure in the range of about 1 to 200 bar, in particular in the range of about 1 to 100 bar, especially in the range of about 1 to 50 bar and very specifically in the range of about 10 to 30 bar, brought into contact with the adsorbent.
  • Suitable for the contacting of the C 2 -C 8 -lv1onoolefins or of a hydrocarbon mixture containing them with the adsorbents described above, which may be pressure-resistant, are known to the person skilled in the art. These include the commonly used reactors for gas / solid reactions and liquid / solid reactions. Preferably, a fixed bed reactor or a moving bed reactor is used.
  • the adsorbent may, as stated above, be used in the form of a single or in the form of multiple adsorption zones (also referred to as contact zones). Here, each of these zones may comprise one or more of the adsorbents described above. Adsorption and oligomerization can be carried out in different reactors or in successive zones in one reactor. In this case, if appropriate, the zones for the adsorption and the zones for the oligomerization are operated at different reaction conditions, in particular at different temperatures.
  • the bringing into contact of the hydrocarbon mixture containing the C 2 -C 8 -lv1onoolefines with the adsorbents is generally carried out by passing over.
  • the hydrocarbon mixture z. B. in gaseous, liquid or supercritical phase are brought into contact with the adsorbents.
  • the linear velocity is preferably in a range of about 1 to 200 cm / min.
  • the regeneration of the adsorbents used according to the invention, in particular of the essentially nickel-free adsorbents, is usually carried out by treatment with oxygen, oxygen-containing gas mixtures, eg. As air, oxygen supplying compounds, nitrogen oxides or mixtures thereof.
  • oxygen oxygen-containing gas mixtures, eg. As air, oxygen supplying compounds, nitrogen oxides or mixtures thereof.
  • the temperature at the Regeneration is usually in the range of about 100 to 800 0 C and in particular in the range of 200 to 600 0 C.
  • the regeneration of the nickel-containing adsorbents used according to the invention is preferably carried out by substantially regenerating the nickel used in oxidized form adsorbents whose adsorptivity has been reduced as a result of use in one of the above-described methods by using the nickel-containing adsorbent with an oxygen-containing gas , Air, nitrogen oxides or a mixture thereof at a temperature of at least 300 0 C, z. B. in the range of 300 to 600 0 C, treated.
  • the adsorbents used according to the invention can be regenerated frequently, without the adsorption capacity decreasing significantly. They are suitable for a simple and economical oxidative thermal regeneration, as described above. Here, even after a plurality of regeneration cycles, substantially no increase in the oligomerization catalyzed by the adsorbent is observed. In general, cycle numbers of at least 2, in particular at least 20, especially at least 200, and especially at least 2000, can be achieved.
  • the adsorbents described above are suitable not only for use in a process for the catalytic oligomerization of monoolefinic hydrocarbon mixtures, but more generally for the treatment of olefins or olefin mixtures for reducing the content of potential catalyst poisons.
  • the invention therefore also relates to a process for the preparation of pure olefins or olefin mixtures, eg. Example of C 2 -C 30 monoolefins or olefin mixtures containing them, which is characterized in that olefins or olefin mixtures, for. B.
  • Another object of the invention is the use of an adsorbent containing nickel in oxidized form, as described above, for reducing the content of polyunsaturated hydrocarbons and / or oxygen, nitrogen, sulfur, phosphorus and / or halogen-containing impurities in a hydrocarbon mixture by contacting the hydrocarbon mixture with the adsorbent containing the nickel in oxidized form.
  • the starting material mixture containing the olefins to be oligomerized was a raffinate II.
  • the reactions were carried out continuously using a thermostated fixed bed reactor (30 mm clear width) under elevated compared to the autogenous pressure of the raffinate Il pressure (20 bar).
  • the adsorption of catalyst poisons was carried out in an analogous reactor (30 mm clear width), which was switched before the reactor with the oligomerization catalyst and was present in A / B design.
  • a / B design two similar reactors are connected in parallel so that during operation of one reactor the other can be removed, regenerated ex situ, and then reinstalled without interrupting the ongoing process.
  • the pressure was generated via a reactor feed pump in front of the first reactor and controlled in accordance with a pressure holding device behind the second reactor.
  • each 250 ml of catalyst or 500 ml of adsorbent were charged into the reactor and 24 h at 160 0 C and under normal pressure in a dry stream of N 2 (1500 Nl / h) conditioned. It was then cooled to 20 ° C. There was a metered addition of raffinate II and an increase in the pressure to 20 bar by means of the pump or pressure holding device. Subsequently, an increase in temperature in the reaction zone was optionally carried out.
  • a raffinate II was used, consisting of 3.1% i-butane, 15.3% n-butane, 29.8% 1-butene, 2.1% i-butene, 31.7% trans-2-butene , 17.8% cis-2-butene, 0.2% i-pentane and 100 ppm of 1, 3-butadiene.
  • the butadiene content in the effluent was regularly examined.
  • the butene conversion was less than 5% by weight of the butene used. No butadiene could be detected at the reactor outlet ( ⁇ 1 ppm or ⁇ 0.0001 wt .-%, based on the total weight of the discharge). This shows that the Ni-containing oligomerization catalyst used as adsorbent effectively causes a retention of olefins such as butadiene.
  • raffinate II Long-term test with adsorbent according to DE-A-198 45 857 and regeneration of Ni-containing catalysts (comparative experiment) A raffinate II was used, which comprises on average 3% of i-butane, 23% of n-butane, 26% of 1-butene, 1% of i-butene, 31% of trans-2-butene, 16% of cis-2-butene, and as trace components 10 ppm dienes, 30 ppm water, 20 ppm alcohols, 5 ppm aldehyde and 20 ppm ketones (all data as ppm by weight).
  • this butadiene-lean feedstock raffinate II was first passed over a first fixed bed reactor thermostated at 20 ° C. over a period of 180 days.
  • This first reactor was filled with 500 ml of active Al 2 O 3 (3 mm spheres, Selexsorb CD from Alcoa) and was available in duplicate for driving in A / B mode.
  • the discharge from the first reactor was passed through a second thermostated fixed bed reactor.
  • This second reactor was filled with 250 ml of nickel-containing oligomerization catalyst, as described in Ex. 2 of DE-A-43 39 713.
  • the purified olefin stream discharged from the adsorber was examined regularly for trace components by GC analysis. After reaching the breakthrough capacity (defined here as more than 10 ppm by weight or 0.001% by weight of catalyst poisons), switching was made to the other adsorber.
  • the spent adsorbent was blown dry by flushing the adsorbent with N 2 , then removed and replaced with ex situ regenerated adsorber.
  • the ex situ regeneration was carried out by burning in air at 400 to 500 0 C and cooling under N 2 , with a flow of 500 NI gas / (kg adsorber * h) was set The reaction temperature was adjusted so that over the period considered a butene Conversion between 40 and 50% of the butenes used was achieved.

Abstract

The invention relates to a method for oligomerizing C2-C8 mono-olefins in the presence of an oligomerization catalyst. According to said method, a) the C2-C8 mono-olefins are contacted with at least one adsorbing agent in at least one adsorption zone in order to eliminate components that affect oligomerization, and b) the product discharged from step a) is oligomerized in at least one reaction zone. The inventive method is characterized in that the adsorbing agent contains at least one component which can be used as an oligomerization catalyst. The invention further relates to the use of an adsorbing agent containing nickel in an oxidized form in order to reduce the concentration of polyunsaturated hydrocarbons and/or impurities containing oxygen, nitrogen, sulfur, phosphorus, and/or halogen in a hydrocarbon mixture by contacting the hydrocarbon mixture with the adsorbing agent containing nickel in an oxidized form.

Description

Verfahren zur Oligomerisierung von Olefinen Process for the oligomerization of olefins
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oligomerisierung von C2-C8-Monoolefinen in Gegenwart eines Oligomerisierungskatalysators, wobei man die C2-C8-Monoolefine zur Entfernung von Komponenten, welche die Oligomerisierung beeinträchtigen, mit einem Adsorptionsmittel in Kontakt bringt, bevor man sie in einer katalytischen Oligomerisieruπgsreaktion umsetzt.The present invention relates to a process for the oligomerization of C 2 -C 8 monoolefins in the presence of an oligomerization catalyst, wherein the C 2 -C 8 monoolefins are brought into contact with an adsorbent to remove components which impair the oligomerization before it reacts in a catalytic Oligomerisieruπgsreaktion.
Gemische von längerkettigen linearen Oligomeren, z. B. mit 8 oder mehr C-Atomen, sind von wirtschaftlicher Bedeutung, da sie sich z. B. als Dieselkraftstoffkomponenten und als Zwischenprodukte zur Herstellung funktionalisierter, überwiegend linearer Kohlenwasserstoffe eignen. So erhält man z. B. durch Hydroformylierung und anschließende Hydrierung der längerkettigen linearen Olefinoligomere die entsprechenden Alkohole, die ihrerseits unter anderem als Ausgangsstoffe für Detergenzien und als Weichmacher verwendet werden.Mixtures of longer chain linear oligomers, e.g. B. with 8 or more carbon atoms, are of economic importance, since they are z. As suitable as diesel fuel components and as intermediates for the preparation of functionalized, predominantly linear hydrocarbons. So you get z. B. by hydroformylation and subsequent hydrogenation of the longer-chain linear olefin oligomers, the corresponding alcohols, which in turn are used inter alia as starting materials for detergents and as a plasticizer.
Für einen Einsatz als Weichmacheralkohole ist ein niedriger Verzweigungsgrad der Olefine entscheidend. Der Verzweigungsgrad wird durch den ISO-Index beschrieben, der die mittlere Zahl der Methylverzweigungen der jeweiligen Olefinfraktion angibt. So tragen z. B. bei einer C8-Fraktion die n-Octene mit 0, Methylheptene mit 1 und Di- methylhexene mit 2 zum ISO-Index der Fraktion bei. Je niedriger der ISO-Index ist, umso größer ist folglich die Linearität der Moleküle in der jeweiligen Fraktion. Eine höhere Linearität führt im Allgemeinen zu höheren Ausbeuten bei der Hydroformylierung und zu besseren Eigenschaften der daraus hergestellten Weichmacher.For use as plasticizer alcohols, a low degree of branching of the olefins is crucial. The degree of branching is described by the ISO index, which indicates the average number of methyl branches of the respective olefin fraction. To wear z. For example, in the case of a C 8 fraction, the n-octenes have 0, methylheptenes have 1 and dimethylhexenes have 2 to the ISO index of the fraction. The lower the ISO index, the greater the linearity of the molecules in each fraction. Higher linearity generally results in higher hydroformylation yields and better properties of the plasticizers made therefrom.
Die genannten Gemische von längerkettigen linearen Oligomeren sind ihrerseits aus Olefingemischen mit überwiegend linearen kurzkettigen Ausgangsolefinen erhältlich. Solche Kohlenwasserstoffgemische, die kurzkettige Olefine, z. B. mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, enthalten, sind in großtechnischem Maßstab verfügbar. So erhält man z. B. bei der Aufarbeitung von Erdöl durch Steamcracken oder Fluidized Catalyst Cracking (FCC) ein als C4-Schnitt bezeichnetes Kohlenwasserstoffgemisch mit einem hohen Gesamtgehalt an Olefinen, insbesondere an Olefinen mit 4 Kohlenstoffatomen. Solche C4-Schnitte stellen im Wesentlichen Gemische aus isomeren Butenen und Bu- tanen dar und eignen sich, gegebenenfalls nach vorheriger Abtrennung von Isobuten, besonders zur Herstellung von längerkettigen Oligomeren, insbesondere von Octenen und Dodecenen.The above-mentioned mixtures of relatively long-chain linear oligomers are in turn obtainable from olefin mixtures with predominantly linear short-chain starting olefins. Such hydrocarbon mixtures containing short chain olefins, e.g. B. containing 2 to 8 carbon atoms, are available on a large scale. So you get z. For example, in the workup of petroleum by steam cracking or fluidized catalyst cracking (FCC) a hydrocarbon mixture referred to as C 4 cut having a high total content of olefins, especially of olefins having 4 carbon atoms. Such C 4 cuts are essentially mixtures of isomeric butenes and butanes and are suitable, if appropriate after prior separation of isobutene, especially for the preparation of relatively long-chain oligomers, in particular of octenes and dodecenes.
Großtechnisch werden zur Oligomerisierung sowohl homogen als auch heterogen katalysierte Verfahren eingesetzt. Unter anderem aufgrund der technisch aufwändigen Abtrennung des Katalysators vom Reaktionsgemisch bei der homogenen Katalyse ist die heterogene Katalyse hier zu bevorzugen. Die bekannten heterogenen Katalysator- Systeme basieren im Wesentlichen auf nickel- und siliciumhaltigen Katalysatoren, die oftmals zusätzlich noch Aluminium und/oder andere aktive Komponenten enthalten. Verfahren zur Herstellung solcher Katalysatoren und deren Einsatz zur Oligomerisie- rung von Olefinen sind bekannt und z. B. in der DE 43 39 713 A1 , WO 01/37989 A2, EP 0 272 970 A1 , US 5,169,824, DE-A-2051 402, DD 273 055 A1 und US 5,113,034 beschrieben.On an industrial scale, both homogeneous and heterogeneously catalyzed processes are used for the oligomerization. Due in part to the technically complicated separation of the catalyst from the reaction mixture in homogeneous catalysis, heterogeneous catalysis is to be preferred here. The known heterogeneous catalyst Systems are based essentially on nickel- and silicon-containing catalysts, which often additionally contain aluminum and / or other active components. Methods for preparing such catalysts and their use for the oligomerization of olefins are known and z. In DE 43 39 713 A1, WO 01/37989 A2, EP 0 272 970 A1, US Pat. No. 5,169,824, DE-A-2051 402, DD 273 055 A1 and US Pat. No. 5,113,034.
Die zur Oligomerisierung eingesetzten, großtechnisch zugänglichen Gemische kurzket- tiger Olefine, wie z. B. C4-Schnitte, enthalten oftmals Verbindungen, die als Katalysa- torgifte wirken und die vorgenannten Oligomerisierungskatalysatoren desaktivieren. Zu diesen Katalysatorgiften zählen z. B. Alkine und mehrfach ungesättigte Kohlenwasserstoffe wie Butadien, ferner sauerstoffhaltige Verbindungen wie Alkohole, Aldehyde, Ketone und Ether, sowie stickstoffhaltige, schwefelhaltige und halogenhaltige Verbindungen. Die Anwesenheit solcher Katalysatorgifte bei der Oligomerisierung führt im Laufe der Zeit zu einer Abnahme der Katalysatoraktivität, die häufig irreversibel ist.The mixtures of short-chain olefins, which can be obtained on a large scale, used for the oligomerization, such as. For example, C 4 cuts often contain compounds which act as catalyst ore and deactivate the aforementioned oligomerization catalysts. These catalyst poisons include, for. As alkynes and polyunsaturated hydrocarbons such as butadiene, further oxygen-containing compounds such as alcohols, aldehydes, ketones and ethers, and nitrogen-containing, sulfur-containing and halogen-containing compounds. The presence of such catalyst poisons in the oligomerization leads over time to a decrease in catalyst activity, which is often irreversible.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren bekannt, um einzelne, die Oligomerisierung beeinträchtigende Komponenten aus einem Kohlenwasserstoffgemisch zu entfernen. Hierbei werden die Kohlenwasserstoffgemische üblicherweise mit mehr oder weniger gut regenerierbaren Adsorptionsmitteln in Kontakt gebracht.Methods are known in the art for removing individual oligomerization-impairing components from a hydrocarbon mixture. Here, the hydrocarbon mixtures are usually brought into contact with more or less easily regenerable adsorbents.
Es ist z. B. bekannt, Schwefelverbindungen durch eine Alkaliwäsche und Stickstoffverbindungen durch eine Wasserwäsche aus olefinhaltigen Kohlenwasserstoffgemischen, die zur Oligomerisierung eingesetzt werden, zu entfernen. Hierbei resultiert jedoch nur eine grobe Abtrennung der betreffenden Verbindungen.It is Z. For example, it is known to remove sulfur compounds by alkali washing and nitrogen compounds by water washing from olefin-containing hydrocarbon mixtures used for oligomerization. However, this results in only a rough separation of the compounds in question.
Die DE-A-39 14 817 beschreibt ein Verfahren zur Oligomerisierung von Olefinen an einem heterogenen nickelhaltigen Festbettkatalysator, wobei man das einzusetzende Kohlenwasserstoff-Gemisch vor der Oligomerisierung über ein Molekularsieb mit einem Porendurchmesser von größer als 4 Angström bis 15 Angström leitet und die enthaltenen, mehrfach ungesättigten Kohlenwasserstoffe durch selektive Hydrierung entfernt. Bei den eingesetzten Molekularsieben handelt es sich um natürliche und synthetische Aluminiumsilikate, d. h. um Zeolithe. Der Einsatz von Aluminiumsilikaten zur Adsorption von als Katalysatorgiften wirksamen Verunreinigungen aus Olefingemischen für die katalytische Oligomerisierung ist jedoch mit Nachteilen verbunden. So nimmt die für die Adsorption zur Verfügung stehende Oberfläche von Molekularsieben in Gegenwart von Wasserdampf irreversibel ab. Zudem neigen Zeolithe unter thermischer Belastung zur Ausbildung Lewis-saurer Gruppen, welche die Oligomerisierung von Olefinen in unerwünschter Weise katalysieren und z. B. eine Abnahme der Selektivität, eine Verbreite- rung der Molekulargewichtsverteilung oder einen hohen Verzweigungsgrad (ISO-Index) der erhaltenen Oligomere hervorrufen. Weiterhin beschreiben z. B. die DE-A-20 57 269, EP O 081 041 A1 und DE-A-1 568 542 die Entfernung mehrfach ungesättigter Olefine durch selektive kataly- tische Hydrierung zu den entsprechenden Monoolefinen. Je nach Randbedingungen kann hierbei ein Restgehalt an Dienen von weniger als 50 ppm bzw. weniger als 5 ppm erzielt werden.DE-A-39 14 817 describes a process for the oligomerization of olefins on a heterogeneous nickel-containing fixed bed catalyst, wherein the hydrocarbon mixture to be used is passed before the oligomerization through a molecular sieve having a pore diameter of greater than 4 Angstroms to 15 Angstroms and the contained polyunsaturated hydrocarbons removed by selective hydrogenation. The molecular sieves used are natural and synthetic aluminum silicates, ie zeolites. However, the use of aluminum silicates for the adsorption of catalyst poison effective impurities from olefin mixtures for the catalytic oligomerization is associated with disadvantages. Thus, the surface of molecular sieves available for adsorption irreversibly decreases in the presence of water vapor. In addition, zeolites under thermal stress tend to form Lewis acidic groups which undesirably catalyze the oligomerization of olefins, e.g. B. a decrease in the selectivity, a broadening the molecular weight distribution or a high degree of branching (ISO index) of the obtained oligomers cause. Furthermore, describe z. For example, DE-A-20 57 269, EP 0 081 041 A1 and DE-A-1 568 542 disclose the removal of polyunsaturated olefins by selective catalytic hydrogenation to the corresponding monoolefins. Depending on the boundary conditions, a residual content of dienes of less than 50 ppm or less than 5 ppm can be achieved.
Bei dem in der DE 198 45 857 A1 beschriebenen Verfahren zur katalytischen Oligome- risierung kurzkettiger Monoolefine wird ein Adsorptionsmittel eingesetzt, das ausge- wählt ist unter Aluminiumoxiden, aluminiumoxidhaltigen Feststoffen, Aluminiumphosphaten, Siliciumdioxiden, Kieselgur, Titandioxiden, Zirkoniumdioxiden, Phosphaten, kohlenstoffhaltigen Adsorbentien, Polymeradsorbentien und Mischungen davon.The process for the catalytic oligomerization of short-chain monoolefins described in DE 198 45 857 A1 uses an adsorbent which is selected from aluminum oxides, aluminum oxide-containing solids, aluminum phosphates, silicon dioxides, kieselguhr, titanium dioxides, zirconium dioxides, phosphates, carbonaceous adsorbents, polymer adsorbents and mixtures thereof.
Die genannten Verfahren eignen sich jedoch nur begrenzt zur Entfernung von als Kata- lysatorgifte wirksamen Verbindungen. Einerseits können viele Katalysatorgifte bereits in Spurenmengen die Lebenszeit eines Oligomerisierungskatalysators verringern, andererseits sind die bisher verwendeten Adsorptionsmittel nicht in der Lage, alle potentiellen Katalysatorgifte sicher zurückzuhalten. Daher reichen die bekannten Verfahren zur Entfernung von Katalysatorgiften im Allgemeinen nicht aus, um für die Oligomeri- sierung geeignete Olefingemische zu gewinnen, die gute Standzeiten der eingesetzten Katalysatoren ermöglichen.However, the processes mentioned are only of limited use for the removal of compounds which act as catalyst poisons. On the one hand, many catalyst poisons already in trace amounts can reduce the lifetime of an oligomerization catalyst, on the other hand, the adsorbents used hitherto are not able to safely retain all potential catalyst poisons. Therefore, the known methods for the removal of catalyst poisons are generally not sufficient to win olefin suitable for the oligomerization olefin mixtures that allow good service life of the catalysts used.
So können speziell im Fall der mehrfach ungesättigten Olefine wie Diene bereits so niedrige Gehalte wie weniger als 50 ppm bzw. weniger als 5 ppm auf Dauer zu einer Desaktivierung des Katalysators führen. Eine weiter gehende Abreicherung, z. B. auf weniger als 1 ppm, ist in der Praxis mittels der oben genannten selektiven Hydrierung nicht wirtschaftlich durchführbar, da dies zu einer signifikanten Überhydrierung, d. h. zur Bildung von Alkanen, und somit zum Verlust an wertvollem Einsatzmaterial führen würde.Thus, even in the case of polyunsaturated olefins such as dienes, even contents as low as less than 50 ppm or less than 5 ppm can permanently lead to deactivation of the catalyst. A further depletion, z. B. to less than 1 ppm, is not feasible in practice by means of the above-mentioned selective hydrogenation, as this leads to a significant overhydration, d. H. lead to the formation of alkanes, and thus the loss of valuable feedstock.
Der vorliegenden Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur katalytischen Oligomerisierung von C2-C8-Monoolefinen zur Verfügung zu stellen, bei dem das eingesetzte Olefingemisch derart mit einem einfach und im Wesentlichen ohne Abnahme der Adsorptionskapazität regenerierbaren Adsorptionsmittel in Kontakt gebracht wird, dass die darin enthaltenen Katalysatorgifte vor der Oligomerisierung möglichst weitgehend entfernt werden. Insbesondere sollte das erfindungsgemäße Verfahren die möglichst vollständige Entfernung mehrfach ungesättigter Kohlenwasserstoffe erlauben. Überraschenderweise wurde gefunden, dass diese Aufgabe gelöst wird, wenn man als Adsorptionsmittel eine zum Einsatz als Oligomerisierungskatalysator befähigte Komponente einsetzt.It is an object of the present invention to provide a process for the catalytic oligomerization of C 2 -C 8 monoolefins, in which the olefin mixture used is brought into contact with an adsorbent which can be regenerated easily and substantially without decreasing the adsorption capacity, that the catalyst poisons contained therein are removed as far as possible before the oligomerization. In particular, the process of the invention should allow the most complete removal of polyunsaturated hydrocarbons. Surprisingly, it has been found that this object is achieved if the adsorbent used is a component which is capable of being used as an oligomerization catalyst.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Oligomerisierung von C2-C8-Monoolefinen in Gegenwart eines Oligomerisierungskatalysators, bei dem manThe present invention therefore provides a process for the oligomerization of C 2 -C 8 monoolefins in the presence of an oligomerization catalyst in which
a) die C2-C8-Monoolefine in wenigstens einer Adsorptionszone zur Entfernung von Komponenten, welche die Oligomerisierung beeinträchtigen, mit wenigstens einem Adsorptionsmittel in Kontakt bringt unda) bringing the C 2 -C 8 monoolefins into contact with at least one adsorbent in at least one adsorption zone to remove components which impair the oligomerization, and
b) den Austrag aus Schritt a) in wenigstens einer Reaktionszone oligomerisiert,b) oligomerizing the effluent from step a) in at least one reaction zone,
dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorptionsmittel wenigstens eine zum Einsatz als Oligomerisierungskatalysator befähigte Komponente enthält.characterized in that the adsorbent contains at least one component capable of being used as an oligomerization catalyst.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter einem Oligomerisierungskatalysator allgemein eine Komponente verstanden, die eine Oligomerisierungsreaktion von Mo- noolefinen wie C2-C8-Monoolefinen unter Bildung längerkettiger Monoolefine, z. B. C8-, Cio-, Ci2-Monoolefine oder Monoolefine mit mehr als 12 C-Atomen, katalysieren.For the purposes of the present invention, an oligomerization catalyst is generally understood to mean a component which undergoes an oligomerization reaction of monoolefins, such as C 2 -C 8 -monoolefins, to form longer-chain monoolefins, eg. B. C 8 -, Cio, Ci 2 -Monoolefine or monoolefins having more than 12 carbon atoms, catalyze.
Zur katalytischen Oligomerisierung monoolefinhaltiger Kohlenwasserstoffgemische können alle üblichen, dem Fachmann bekannten Verfahren und insbesondere Oligo- merisierungskatalysatoren eingesetzt werden, wie sie z. B. in der DE-A-43 39 713, WO 01/37989 A2, EP 0 272 970 A1, US 5,169,824, DE-A-2051 402, DD 273 055 A1 und US 5,113,034 beschrieben worden sind. Die in diesem Stand der Technik beschriebenen Oligomerisierungskatalysatoren weisen als katalytisch aktive Komponente in der Regel einen Anteil an Nickel in oxidierter Form auf. Üblicherweise liegt das Ni- ekel in oxidierter Form hierbei als Nickeloxid (NiO) vor, gegebenenfalls als Nickelalu- mosilikat. Grundsätzlich sind jedoch alle zur Katalyse von Oligomerisierungsreaktionen von C2-C8-Monoolefinen brauchbaren Katalysatoren als Oligomerisierungskatalysatoren für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet.For the catalytic oligomerization of monoolefin-containing hydrocarbon mixtures, it is possible to use all customary processes known to the person skilled in the art, and in particular oligomerization catalysts, as described, for example, in US Pat. For example, in DE-A-43 39 713, WO 01/37989 A2, EP 0 272 970 A1, US Pat. No. 5,169,824, DE-A-2051 402, DD 273 055 A1 and US Pat. No. 5,113,034. The oligomerization catalysts described in this prior art generally have a proportion of nickel in oxidized form as the catalytically active component. Usually, the nickel in oxidized form is present as nickel oxide (NiO), optionally as nickel aluminosilicate. In principle, however, all catalysts useful for catalyzing oligomerization reactions of C 2 -C 8 monoolefins are suitable as oligomerization catalysts for the process according to the invention.
Als Oligomerisierungskatalysator einsetzbare Komponenten weisen in der Regel einen Gehalt an Nickel in oxidierter Form, berechnet als NiO, von wenigstens 0,5 Gew.-% und insbesondere im Bereich von 0,5 bis 90 Gew.-%, speziell im Bereich von 0,5 bis 80 Gew.-%, spezieller im Bereich von 2 bis 70 Gew.-%, noch spezieller im Bereich von 10 bis 70 Gew.-% und ganz speziell im Bereich von 40 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Oligomerisierungskatalysators, auf. Die Oligomerisierungskatalysatoren können geträgert oder in Form von Vollkatalysatoren eingesetzt werden. Geeignete Trägermaterialien, auf denen die Oligomerisierungskatalysatoren aufgebracht sein können oder mit denen sie vermischt vorliegen können, sind weiter unten im Zusammenhang mit Trägermaterialien für die erfindungs- gemäß einzusetzenden Adsorptionsmittel beschrieben. Die dort beschriebenen Trägermaterialien sind grundsätzlich auch für die erfindungsgemäß einzusetzenden Oligomerisierungskatalysatoren brauchbar.Components which can be used as oligomerization catalyst generally have a content of nickel in oxidized form, calculated as NiO, of at least 0.5% by weight and in particular in the range from 0.5 to 90% by weight, especially in the range from 0, 5 to 80% by weight, more particularly in the range of 2 to 70% by weight, more particularly in the range of 10 to 70% by weight, and more particularly in the range of 40 to 60% by weight, based on the total weight of the oligomerization catalyst. The oligomerization catalysts can be supported or used in the form of unsupported catalysts. Suitable support materials on which the oligomerization catalysts may be applied or with which they may be present are described below in connection with support materials for the adsorbents to be used according to the invention. The support materials described there are in principle also useful for the oligomerization catalysts to be used according to the invention.
Die als Oligomerisierungskatalysator einsetzbaren Komponenten können ferner ein oder mehrere weitere Metalloxide als aktive Komponenten und/oder als Trägermaterialien aufweisen. Hierzu zählen insbesondere TiO2, ZrO2, SiO2, AI2O3, Ga2O3, In2O3 und die Mischoxide und Mischungen davon. Insbesondere wird ein Oligomerisierungskatalysator eingesetzt, der einen Gehalt an TiO2 und/oder ZrO2 im Bereich von 5 bis 30 Gew.-%, speziell im Bereich von 10 bis 20 Gew.-%; einen Gehalt an AI2O3 im Be- reich von O bis 20 Gew.-%, speziell im Bereich von O bis 10 Gew.-%; und einen Gehalt an SiO2 im Bereich von O bis 60 Gew.-%, speziell im Bereich von 10 bis 50 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Oligomerisierungskatalysators, aufweist.The components which can be used as oligomerization catalyst may further comprise one or more further metal oxides as active components and / or as support materials. These include in particular TiO 2 , ZrO 2 , SiO 2 , Al 2 O 3 , Ga 2 O 3 , In 2 O 3 and the mixed oxides and mixtures thereof. In particular, an oligomerization catalyst is used which has a content of TiO 2 and / or ZrO 2 in the range of 5 to 30 wt .-%, especially in the range of 10 to 20 wt .-%; a content of Al 2 O 3 in the range of 0 to 20 wt .-%, especially in the range of 0 to 10 wt .-%; and a content of SiO 2 in the range of 0 to 60 wt .-%, especially in the range of 10 to 50 wt .-%, each based on the total weight of the oligomerization catalyst having.
Die als Oligomerisierungskatalysator einsetzbaren Komponenten enthalten gegebe- nenfalls Schwefel in oxidierter Form, wobei das molare Verhältnis von Schwefelatomen zu Nickelatomen in dem betreffenden Oligomerisierungskatalysator üblicherweise weniger als 1 beträgt.The components which can be used as oligomerization catalyst optionally contain sulfur in oxidized form, the molar ratio of sulfur atoms to nickel atoms in the relevant oligomerization catalyst usually being less than 1.
Vorzugsweise setzt man zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die in der WO 95/14647 beschriebenen Oligomerisierungskatalysatoren ein.The oligomerization catalysts described in WO 95/14647 are preferably used to carry out the process according to the invention.
Es versteht sich für den Fachmann, dass auch Kombinationen der vorgenannten Oligomerisierungskatalysatoren verwendet werden können. Beispielsweise können mehrere gleiche Oligomerisierungskatalysatoren in parallel oder hintereinander geschalte- ten Reaktoren verwendet werden. Vorteilhaft an einer Parallelschaltung ist unter anderem, dass zeitweilige Leistungsabfälle oder -ausfälle in einem Reaktor ohne Abschaltung des Reaktionsstroms aufgefangen bzw. ausgeglichen werden können. Auch eine Kombination verschiedener Oligomerisierungskatalysatoren ist möglich.It will be understood by those skilled in the art that combinations of the aforementioned oligomerization catalysts may also be used. For example, several identical oligomerization catalysts can be used in reactors connected in parallel or in series. One of the advantages of a parallel connection is that temporary power drops or failures can be absorbed or compensated in a reactor without switching off the reaction current. A combination of different oligomerization catalysts is possible.
Für die Zwecke des erfindungsgemäßen Verfahrens können mehrere voneinander verschiedene Adsorptionsmittel in Kombination eingesetzt werden. Hierbei ist es erfindungsgemäß lediglich erforderlich, dass wenigstens eines der eingesetzten Adsorptionsmittel eine zum Einsatz als Oligomerisierungskatalysator befähigte Komponente, z. B. einen der oben genannten Oligomerisierungskatalysatoren, enthält. In einer ersten Ausführungsform der Erfindung setzt man ein Adsorptionsmittel, welches eine zum Einsatz als Oligomerisierungskatalysator befähigte Komponente enthält, ohne weitere davon verschiedene Adsorptionsmittel ein. Hierbei können die im Adsorptionsmittel enthaltene, zum Einsatz als Oligomerisierungskatalysator befähigte Kompo- nente und der für die Olefinoligomerisierung eingesetzte Oligomerisierungskatalysator gleich beschaffen sein, d. h. es wird jeweils die gleiche Komponente sowohl als Adsorptionsmittel als auch als Oligomerisierungskatalysator verwendet. Des Weiteren können die im Adsorptionsmittel enthaltene, zum Einsatz als Oligomerisierungskatalysator befähigte Komponente und der eingesetzte Oligomerisierungskatalysator ver- schieden sein. Als zum Einsatz als Oligomerisierungskatalysator befähigte Komponente sind insbesondere die vorgenannten Oligomerisierungskatalysatoren geeignet.For the purposes of the method according to the invention several different adsorbents can be used in combination. In this case, according to the invention, it is only necessary that at least one of the adsorbents used has a component which is capable of being used as an oligomerization catalyst, eg. B. one of the above oligomerization catalysts contains. In a first embodiment of the invention, an adsorbent which contains a component which is capable of being used as an oligomerization catalyst is employed without further adsorbents which are different therefrom. In this case, the component contained in the adsorbent and capable of use as an oligomerization catalyst and the oligomerization catalyst used for the olefin oligomerization may be identical, ie in each case the same component is used both as adsorbent and as oligomerization catalyst. Furthermore, the component contained in the adsorbent and suitable for use as an oligomerization catalyst and the oligomerization catalyst used can be different. As the component capable of being used as the oligomerization catalyst, especially the above-mentioned oligomerization catalysts are suitable.
In einer weiteren Ausführungsform setzt man ein Adsorptionsmittel, welches eine zum Einsatz als Oligomerisierungskatalysator befähigte Komponente enthält, zusammen mit weiteren Adsorptionsmitteln ein. Auch hierbei können die im Adsorptionsmittel enthaltene, zum Einsatz als Oligomerisierungskatalysator befähigte Komponente und der für die Olefinoligomerisierung eingesetzte Oligomerisierungskatalysator gleich beschaffen oder verschieden sein. Bei den weiteren Adsorptionsmitteln kann es sich sowohl um weitere, zum Einsatz als Oligomerisierungskatalysator befähigte Komponenten als auch um herkömmliche Adsorptionsmittel, wie sie weiter unten beschrieben sind, ohne katalytische Aktivität zur Olefinoligomerisierung handeln. Als zum Einsatz als Oligomerisierungskatalysator befähigte Komponente sind insbesondere die vorgenannten Oligomerisierungskatalysatoren geeignet. Sofern herkömmliche Adsorptionsmittel verwendet werden, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die zu oligomerisierenden Monoo- lefine zunächst mit diesen in Kontakt zu bringen, bevor das In-Kontakt-Bringen mit den zum Einsatz als Oligomerisierungskatalysator befähigten Komponenten bzw. Adsorptionsmitteln erfolgt.In a further embodiment, an adsorbent which contains a component which is capable of being used as an oligomerization catalyst is used together with further adsorbents. Again, the component contained in the adsorbent and capable of being used as an oligomerization catalyst and the oligomerization catalyst used for the olefin oligomerization may be the same or different. The other adsorbents can be other components which are capable of being used as oligomerization catalyst as well as conventional adsorbents, as described below, without catalytic activity for olefin oligomerization. As the component capable of being used as the oligomerization catalyst, especially the above-mentioned oligomerization catalysts are suitable. If conventional adsorbents are used, it has proved advantageous to first contact the monoolefins to be oligomerized with them before they are brought into contact with the components or adsorbents which are suitable for use as oligomerization catalysts.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung setzt man als Adsorptionsmittel und als Oligomerisierungskatalysator die gleiche Komponente ein. Gegebenenfalls setzt man hierbei zusätzlich ein oder mehrere weitere, von dem Oligomerisierungskatalysator verschiedene herkömmliche Adsorptionsmittel, wie unten beschrieben, ein.In a preferred embodiment of the invention, the same component is used as adsorbent and as oligomerization catalyst. Optionally, one or more further conventional adsorbents other than the oligomerization catalyst are used here, as described below.
Als Adsorptionsmittel, die gleich wie der eingesetzte Oligomerisierungskatalysator be- schaffen sind, kommen grundsätzlich alle zuvor als einsetzbare Oligomerisierungskatalysatoren genannten Komponenten in Betracht. Insbesondere sind solche Adsorptionsmittel, die zum Einsatz als Oligomerisierungskatalysator befähigt sind, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet, die Nickel in oxidierter Form enthalten. Diese Nickel in oxidierter Form enthaltenden Adsorptionsmittel weisen in der Regel einen Gehalt an Nickel in oxidierter Form, berechnet als NiO, von wenigstens 0,5 Gew.-% und insbesondere im Bereich von 0,5 bis 90 Gew.-%, speziell im Bereich von 0,5 bis 80 Gew.-%, spezieller im Bereich von 2 bis 70 Gew.-%, noch spezieller im Bereich von 10 bis 70 Gew.-% und ganz speziell im Bereich von 40 bis 60 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Nickel in oxidierter Form enthaltenden Adsorptionsmittels, auf. Darüber hinaus können derartige Adsorptionsmittel die glei- chen zusätzlichen aktiven Komponenten bzw. Trägermaterialien umfassen, die zuvor für die als Oligomerisierungskatalysator einzusetzenden Komponenten genannt wurden. Diese zusätzlichen aktiven Komponenten bzw. Trägermaterialien liegen hierbei in den gleichen Mengen im Nickel in oxidierter Form enthaltenden Adsorptionsmittel vor, die zuvor für die als Oligomerisierungskatalysator genannten Komponenten angegeben wurden.Suitable adsorbents which are the same as the oligomerization catalyst used are, in principle, all components mentioned above as employable oligomerization catalysts. In particular, those adsorbents which are capable of being used as oligomerization catalysts are suitable for carrying out the process according to the invention which comprise nickel in oxidized form. These adsorbents containing nickel in oxidized form generally have a content of nickel in oxidized form, calculated as NiO, of at least 0.5% by weight and in particular in the range from 0.5 to 90% by weight, especially in the range from 0.5 to 80% by weight, more particularly in the range from 2 to 70% by weight, more particularly in the range from 10 to 70% by weight, and more particularly in the range from 40 to 60% by weight, in each case based on the total weight of the nickel in oxidized form containing adsorbent on. In addition, such adsorbents may comprise the same additional active components or support materials previously mentioned for the components to be used as the oligomerization catalyst. These additional active components or support materials are in this case in the same amounts in the adsorbent in nickel in oxidized form, which were previously given for the components mentioned as Oligomerisierungskatalysator.
In einer bevorzugten Ausführungsform setzt man ein Nickel in oxidierter Form enthaltendes Adsorptionsmittel ein, das im Wesentlichen ausIn a preferred embodiment, an adsorbent containing nickel in oxidized form is used, which consists essentially of
(i) dem Nickel in oxidierter Form, insbesondere in einer Menge im Bereich von 0,5 bis 90 Gew.-%, speziell im Bereich von 10 bis 70 Gew.-% und ganz speziell im Bereich von 40 bis 60 Gew.-%, jeweils berechnet als NiO;(i) the nickel in oxidized form, in particular in an amount in the range from 0.5 to 90% by weight, especially in the range from 10 to 70% by weight and especially in the range from 40 to 60% by weight , each calculated as NiO;
(ii) einem oder mehreren Metalloxid(en), vorzugsweise ausgewählt unter TiO2, ZrO2, SiO2, AI2O3, Ga2O3, In2O3 und den Mischoxiden und Mischungen davon, besonders bevorzugt ausgewählt unter TiO2, ZrO2, SiO2, AI2O3; insbesondere TiO2 und/oder ZrO2 in einer Menge im Bereich von 5 bis 30 Gew.-%, speziell im Bereich von 10 bis 20 Gew.-%; SiO2 in einer Menge im Bereich von 0 bis 60 Gew.-%, speziell im Bereich von 10 bis 50 Gew.-%; AI2O3 in einer Menge im Bereich von 0 bis 20 Gew.-%, speziell im Bereich von 0 bis 10 Gew.-%;(Ii) one or more metal oxide (s), preferably selected from TiO 2 , ZrO 2 , SiO 2 , Al 2 O 3 , Ga 2 O 3 , In 2 O 3 and the mixed oxides and mixtures thereof, more preferably selected from TiO 2 , ZrO 2 , SiO 2 , Al 2 O 3 ; in particular TiO 2 and / or ZrO 2 in an amount in the range from 5 to 30% by weight, especially in the range from 10 to 20% by weight; SiO 2 in an amount ranging from 0 to 60% by weight, especially in the range of 10 to 50% by weight; Al 2 O 3 in an amount ranging from 0 to 20% by weight, especially in the range of 0 to 10% by weight;
(iii) gegebenenfalls Schwefel in oxidierter Form, wobei das molare Verhältnis von Schwefelatomen zu Nickelatomen vorzugsweise weniger als 1 beträgt und insbesondere im Bereich von 0, 25 : 1 bis 0,38 : 1 liegt;(iii) optionally, sulfur in oxidized form, wherein the molar ratio of sulfur atoms to nickel atoms is preferably less than 1, more preferably in the range of 0.25: 1 to 0.38: 1;
besteht. Dabei ergänzen sich die Anteile der einzelnen Komponenten zu 100 Gew.-%. Der Ausdruck „im Wesentlichen" bedeutet hier, dass der Anteil anderer Komponenten üblicherweise nicht mehr als 0,5 Gew.-% beträgt. Im Allgemeinen wird dieser Anteil nicht mehr als 0, 1 Gew.-% betragen.consists. The proportions of the individual components complement each other to 100 wt .-%. The term "essentially" here means that the proportion of other components is usually not more than 0.5% by weight. In general, this proportion will not be more than 0.1% by weight.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Komponente des Adsorptionsmittels, die zum Einsatz als Oligomerisierungskatalysator befähigt ist, unter solchen Komponenten auszuwählen, die Nickel in oxidierter Form enthalten. Insbesondere wird man in diesem Fall die vorgenannten Nickel in oxidierter Form enthaltenden Adsorptionsmittel einsetzen. Vorzugsweise setzt man die in der WO 95/14647 und WO 01/37989 beschriebenen nickelhaltigen Oligo- merisierungskatalysatoren als Nickel in oxidierter Form enthaltende Adsorptionsmittel ein.To carry out the process according to the invention, it has proved to be advantageous to select the component of the adsorbent which is capable of being used as oligomerization catalyst from those components which contain nickel in oxidized form. In particular, it will be used in this case, the aforementioned nickel in oxidized form containing adsorbent. Preferably, the nickel-containing oligos described in WO 95/14647 and WO 01/37989 are used. merisierungskatalysatoren as nickel in oxidized form containing adsorbent.
Besonders bevorzugt setzt man ein Adsorptionsmittel ein, das im Wesentlichen aus Nickeloxid, Siliciumdioxid, Titandioxid und/oder Zirkoniumdioxid sowie gegebenenfalls Aluminiumoxid besteht. Der Gehalt an Nickeloxid nach Abzug des Glühverlustes nach Temperung bei 9000C, berechnet als NiO, beträgt 10 bis 70 Gew.-%. Des Weiteren enthält das Adsorptionsmittel 5 bis 30 Gew.-% Titandioxid und/oder Zirkoniumdioxid, 0 bis 20 Gew.-% Aluminiumoxid, 20 bis 40 Gew.-% Siliciumdioxid, und 0,01 bis 1 Gew.- % eines Alkalimetalloxids, mit der Maßgabe, dass sich die Anteile der einzelnen Komponenten zu 100 Gew.-% ergänzen. Das Adsorptionsmittel ist erhältlich durch Fällung einer aluminiumfreien oder ein gelöstes Aluminiumsalz enthaltenden Nickelsalzlösung bei einem pH-Wert von 5 bis 9 durch Zugabe dieser Nickelsalzlösung zu einer Alkaliwasserglaslösung, die festes Titandioxid und/oder Zirkoniumdioxid enthält. Die Fällung erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur von 30 bis 90 0C. Die Trocknung und Temperung des erhaltenen Präzipitats erfolgt vorzugsweise bei 350 bis 650 0C und insbesondere bei 400 bis 600 0C.Particular preference is given to using an adsorbent which consists essentially of nickel oxide, silicon dioxide, titanium dioxide and / or zirconium dioxide and, if appropriate, aluminum oxide. The content of nickel oxide after deduction of the loss on ignition after tempering at 900 0 C, calculated as NiO, is 10 to 70 wt .-%. Furthermore, the adsorbent 5 to 30 wt .-% titanium dioxide and / or zirconia, 0 to 20 wt .-% alumina, 20 to 40 wt .-% silica, and 0.01 to 1 wt .-% of an alkali metal oxide, with with the proviso that the proportions of the individual components add up to 100% by weight. The adsorbent is obtainable by precipitating an aluminum-free or a dissolved aluminum salt-containing nickel salt solution at a pH of 5 to 9 by adding this nickel salt solution to an alkali water glass solution containing solid titania and / or zirconia. The precipitation is preferably carried out at a temperature of 30 to 90 ° C. The drying and heat treatment of the precipitate obtained are preferably carried out at 350 to 650 ° C. and in particular at 400 to 600 ° C.
Ebenfalls besonders bevorzugt setzt man ein Adsorptionsmittel ein, das durch ein Ver- fahren hergestellt wird, bei dem man Aluminiumoxid mit einer Nickelverbindung und einer Schwefelverbindung beaufschlagt. Dies erfolgt gleichzeitig oder zuerst mit der Nickelverbindung und danach mit der Schwefelverbindung. Das so erhaltene Adsorptionsmittel wird anschließend getrocknet und calciniert, wobei man auf diese Weise im fertigen Adsorptionsmittel ein molares Verhältnis von Schwefel zu Nickel von 0,25 : 1 bis 0,38 : 1 einstellt.It is also particularly preferred to use an adsorbent which is prepared by a process in which aluminum oxide is charged with a nickel compound and a sulfur compound. This is done simultaneously or first with the nickel compound and then with the sulfur compound. The resulting adsorbent is then dried and calcined, thereby adjusting a molar ratio of sulfur to nickel of 0.25: 1 to 0.38: 1 in the finished adsorbent.
Die vorgenannten Adsorptionsmittel weisen im Allgemeinen eine spezifische Oberfläche, bestimmt nach BET, im Bereich von etwa 10 bis 2000 m2/g, insbesondere im Bereich von 10 bis 1500 m2/g, speziell im Bereich von 20 bis 600 m2/g und ganz speziell im Bereich von 100 bis 500 m2/g auf.The abovementioned adsorbents generally have a BET specific surface area in the range from about 10 to 2000 m 2 / g, in particular in the range from 10 to 1500 m 2 / g, especially in the range from 20 to 600 m 2 / g and especially in the range of 100 to 500 m 2 / g.
Es versteht sich für den Fachmann, dass die in den vorgenannten Adsorptionsmitteln enthaltene, zum Einsatz als Oligomerisierungskatalysator befähigte Komponente sowohl in ihrer aktiven Form als auch in Form eines Vorläufers eingesetzt werden kann. Derartige Vorläufer werden üblicherweise durch thermische Behandlung bei Temperaturen von einigen hundert Grad, z. B. im Bereich von 200 bis 800 "C1 in die jeweils aktive Form überführt. Vorzugsweise setzt man die zum Einsatz als Oligomerisierungskatalysator befähigte Komponente in ihrer aktiven Form ein. Zur Entfernung gegebenenfalls vorhandener Feuchte kann man den Katalysator bzw. dessen aktive Form vor Durchführung der Oligomerisierungsreaktion einer Behandlung im Stickstoffstrom bei einer ausreichend hohen Temperatur, z. B. im Bereich von 150 bis 200 0C, unterziehen. Diese Trocknung erfolgt vorzugsweise in situ.It is understood by those skilled in the art that the component contained in the aforementioned adsorbents and capable of being used as oligomerization catalyst can be used both in their active form and in the form of a precursor. Such precursors are usually obtained by thermal treatment at temperatures of a few hundred degrees, e.g. Example in the range of 200 to 800 "C 1 transferred to the respective active form. Preferable to add the used qualified as oligomerization catalyst component in its active form thereof. In order to remove possibly present moisture can be the catalyst or its active form before performing the oligomerization reaction of a treatment in a stream of nitrogen at a sufficiently high temperature, for. B. in the range of 150 to 200 0 C, subject. This drying is preferably carried out in situ.
In einer speziellen Ausführungsform verwendet man zusätzlich mindestens ein weite- res, im Wesentlichen nickelfreies Adsorptionsmittel. Hierfür kommen insbesondere alle diejenigen Adsorptionsmittel in Betracht, die im Stand der Technik bereits zur Entfernung von Verunreinigungen aus Kohlenwasserstoffgemischen, die zur Oligomerisie- rung von Olefinen eingesetzt werden, vorgeschlagen bzw. eingesetzt wurden. „Im Wesentlichen nickelfrei" bedeutet hier und im Folgenden, dass das jeweilige Adsorptions- mittel Nickel in der Regel nur in untergeordneten Mengen, z. B. in Spuren, enthält. Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Adsoprtionsmittel „im Wesentlichen nickelfrei", wenn sein Gehalt an Nickel weniger als 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Adsorptionsmittels, beträgt.In a specific embodiment, at least one further, essentially nickel-free adsorbent is additionally used. For this purpose, in particular all those adsorbents are contemplated which have already been proposed or used in the prior art for the removal of impurities from hydrocarbon mixtures which are used for the oligomerization of olefins. "Substantially nickel-free" here and in the following means that the particular adsorption agent generally contains nickel only in minor amounts, eg in traces. For the purposes of the present invention, an adsorption agent is "essentially nickel-free" if its content of nickel is less than 0.5% by weight, based on the total weight of the adsorbent.
Derartige, im Wesentlichen nickelfreie Adsorptionsmittel, die sich für das erfindungsgemäße Verfahren eignen, sind allgemein übliche und dem Fachmann bekannte, so genannte aktive Aluminiumoxide. Ihre Herstellung erfolgt z. B. ausgehend von Aluminiumhydroxid, welches durch übliche Fällungsverfahren aus Aluminiumsalzlösungen erhältlich ist. Dazu zählt z. B. das kommerziell erhältliche Bayer-Aluminiumhydroxid. Diese Aluminiumhydroxide können dann direkt durch Erhitzen auf Temperaturen von etwa 700 bis 2100 0C in geeigneten Öfen, wie z. B. Dreh- oder Fließbett-Kalzinieröfen, zu aktiven Aluminiumoxiden umgesetzt werden. Zur Herstellung von kugelförmigem aktiviertem Aluminiumoxid kann Aluminiumhydroxid einer Stoßerhitzung im Vakuum oder in Gegenwart eines hochtemperaturbeständigen Gases unterzogen werden. Da- bei wird das Aluminiumhydroxid für kurze Zeit, im Allgemeinen wenige Sekunden, auf Temperaturen von etwa 1100 bis 1600 0C erhitzt. Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete aktive Aluminiumoxide sind auch ausgehend von Aluminiumhydroxid- Gelen erhältlich. Zur Herstellung solcher Gele kann z. B. gefälltes Aluminiumhydroxid nach üblichen Aufarbeitungsschritten, wie Filtern, Waschen und Trocknen, aktiviert und anschließend gegebenenfalls vermählen oder agglomeriert werden. Gewünschtenfalls kann man das resultierende Aluminiumoxid anschließend noch einem Formgebungsverfahren, wie Extrusion, Granulation, Tablettierung etc. unterwerfen. Als Adsorptionsmittel eignen sich vorzugsweise die Selexsorb TM-Typen der Firma Alcoa.Such essentially nickel-free adsorbents which are suitable for the process according to the invention are generally customary and known to those skilled in the so-called active aluminas. Their preparation takes place for. B. starting from aluminum hydroxide, which is obtainable by conventional precipitation of aluminum salt solutions. This includes z. For example, the commercially available Bayer aluminum hydroxide. These aluminum hydroxides can then directly by heating to temperatures of about 700 to 2100 0 C in suitable furnaces, such as. As rotary or fluidized bed calcination, are converted to active aluminum oxides. To produce spherical activated alumina, aluminum hydroxide may be subjected to flash heating in vacuum or in the presence of a high temperature resistant gas. In this case, the aluminum hydroxide is heated for a short time, generally a few seconds, to temperatures of about 1100 to 1600 ° C. Active aluminas suitable for the process according to the invention are also obtainable starting from aluminum hydroxide gels. For the preparation of such gels z. Example, precipitated aluminum hydroxide after conventional work-up steps, such as filtering, washing and drying, activated and then optionally ground or agglomerated. If desired, the resulting alumina may then be subjected to a shaping process such as extrusion, granulation, tabletting, etc. Suitable adsorbents are preferably the Selexsorb ™ types from Alcoa.
Weitere, für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete, im Wesentlichen nickelfreie Adsorptionsmittel sind weiterhin aluminiumoxidhaltige Feststoffe. Hierzu zählen z. B. die sogenannten Tonerden, die als Hauptbestandteil ebenfalls Aluminiumoxide aufweisen, sowie Gemische aus wenigstens einem Aluminiumoxid und wenigstens einem weiteren der zuvor genannten Adsorptionsmittel. Gewünschtenfalls können die erfindungsgemäß eingesetzten Aluminiumoxide oder aluminiumoxidhaltigen Feststoffe zusätzlich wenigstens eine Alkalimetall- und/oder Erdalkalimetallverbindung aufweisen. Zu diesem Zweck kann das Aluminiumoxid oder der aluminiumoxidhaltige Feststoff z. B. einem Tränkschritt mit einer entsprechenden Lösung und gegebenenfalls weiteren üblichen Verfahrensschritten, wie Trocknen und/oder Kalzinieren, unterzogen werden. Vorzugsweise erfolgt diese Modifizierung des Adsorptionsmittels nach der Formgebung. Bevorzugt weist das Aluminiumoxid oder der aluminiumoxidhaltige Feststoff einen Alkalimetall- und/oder Erdalkalimetallgehalt von höchstens 1 Gew.-%, z. B. in einem Bereich von etwa 0,0001 bis 1 ,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des im Wesentlichen nickelfreien Adsorptionsmittels, auf. Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäß eingesetzten Aluminiumoxide oder aluminiumoxidhaltigen Feststoffe die Alkalimetalle und/oder Erdalkalimetalle in Form ihrer Oxide.Further, suitable for the process according to the invention, essentially nickel-free adsorbent are still alumina-containing solids. These include z. As the so-called clays, which also have aluminum oxides as the main component, and mixtures of at least one alumina and at least one other of the aforementioned adsorbent. If desired, the aluminum oxides or aluminum oxide-containing solids used according to the invention may additionally comprise at least one alkali metal and / or alkaline earth metal compound. For this purpose, the alumina or the alumina-containing solid z. B. a soaking step with an appropriate solution and optionally further conventional process steps, such as drying and / or calcination, are subjected. Preferably, this modification of the adsorbent takes place after molding. Preferably, the alumina or the alumina-containing solid has an alkali metal and / or alkaline earth metal content of at most 1 wt .-%, z. In a range of about 0.0001 to 1.0% by weight, based on the total weight of the substantially nickel-free adsorbent. The aluminum oxides or aluminum oxide-containing solids used according to the invention preferably contain the alkali metals and / or alkaline earth metals in the form of their oxides.
Des Weiteren für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete, im Wesentlichen nickelfreie Adsorptionsmittel sind Aluminiumphosphate.Further suitable for the inventive method, essentially nickel-free adsorbents are aluminum phosphates.
Weiterhin für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete, im Wesentlichen nickelfreie Adsorptionsmittel sind Siliciumdioxide, die z. B. durch Entwässerung und Aktivierung von Kieselgelen erhältlich sind. Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Siliciumdio- xid ist die Flammhydrolyse von Siliciumtetrachlorid, wobei durch geeignete Variationen der Reaktionsparameter, wie z. B. der stöchiometrischen Zusammensetzung des Eduktgemisches und der Temperatur, die gewünschten Oberflächeneigenschaften des resultierenden Siliciumdioxids in weiten Bereichen variiert werden können.Furthermore, suitable for the inventive method, essentially nickel-free adsorbents are silicas, z. B. by dehydration and activation of silica gels are available. Another method for the production of silicon dioxide is the flame hydrolysis of silicon tetrachloride, wherein by suitable variations of the reaction parameters, such. As the stoichiometric composition of the educt mixture and the temperature, the desired surface properties of the resulting silica can be varied within wide ranges.
Weiterhin geeignete, im Wesentlichen nickelfreie Adsorptionsmittel sind Kieselgure, die ebenfalls als Hauptbestandteil Siliciumdioxide aufweisen. Dazu zählt z. B. die aus Kieselsedimenten gewonnene Diatomeenerde.Further suitable, essentially nickel-free adsorbents are diatomaceous earth, which also has silicas as its main constituent. This includes z. As the diatomaceous earth obtained from silica sediments.
Weiterhin geeignete, im Wesentlichen nickelfreie Adsorptionsmittel sind Titandioxide und Zirkoniumdioxide, wie sie z. B. in Römpp, Chemie Lexikon, 9. Aufl. (Paperback), Bd. 6, S. 4629f. und S. 5156f. und der dort zitierten Literatur beschrieben sind. Hierauf wird hier in vollem Umfang Bezug genommen.Further suitable, essentially nickel-free adsorbents are titanium dioxides and zirconium dioxides, as z. In Römpp, Chemie Lexikon, 9th edition (paperback), Vol. 6, p. 4629f. and pp. 5156f. and the literature cited therein. This is hereby fully incorporated by reference.
Weiterhin geeignete, im Wesentlichen nickelfreie Adsorptionsmittel sind Phosphate, insbesondere kondensierte Phosphate, wie z. B. Schmelz- oder Glühphosphate, die eine große aktive Oberfläche aufweisen. Geeignete Phosphate sind z. B. in Römpp, Chemie Lexikon, 9. Aufl. (Paperback), Bd. 4, S. 3376f. und der dort zitierten Literatur beschrieben. Hierauf wird hier in vollem Umfang Bezug genommen. Weiterhin geeignete, im Wesentlichen nickelfreie Adsorptionsmittel sind kohlenstoffhaltige Adsorbentien, bevorzugt Aktivkohle. Unter Aktivkohle versteht man hierbei im Allgemeinen Kohlenstoff mit poröser Struktur und hoher innerer Oberfläche. Zur Herstellung von Aktivkohle werden pflanzliche, tierische und/oder mineralische kohlenstoffhal- tige Rohstoffe, z. B. mit Dehydratisierungsmitteln, wie Zinkchlorid oder Phosphorsäure, erhitzt oder durch trockene Destillation verkohlt und anschließend oxidativ aktiviert. Dazu kann man z. B. das verkohlte Material bei erhöhten Temperaturen von etwa 700 bis 1000 0C mit Wasserdampf, Kohlendioxid und/oder Gemischen davon behandeln.Further suitable, essentially nickel-free adsorbents are phosphates, in particular condensed phosphates, such. As melting or annealing phosphates, which have a large active surface area. Suitable phosphates are, for. B. in Römpp, Chemie Lexikon, 9th ed. (Paperback), Vol 4, p 3376f. and the literature cited therein. This is hereby fully incorporated by reference. Further suitable, essentially nickel-free adsorbents are carbonaceous adsorbents, preferably activated carbon. Activated carbon is generally understood to mean carbon with a porous structure and a high internal surface area. For the production of activated carbon are plant, animal and / or mineral carbonaceous raw materials, eg. B. with dehydrating agents such as zinc chloride or phosphoric acid, heated or charred by dry distillation and then activated by oxidation. This can be z. B. treat the charred material at elevated temperatures of about 700 to 1000 0 C with water vapor, carbon dioxide and / or mixtures thereof.
Die im Wesentlichen nickelfreien Adsorptionsmittel sind vorzugsweise unter Titandioxiden, Zirkoniumdioxiden, Siliciumdioxiden, Kieselgur, Aluminiumoxiden, aluminium- oxidhaltigen Feststoffen, Aluminiumphosphaten, natürlichen und synthetischen Alumi- niumsilicaten, Phosphaten, kohlenstoffhaltigen Adsorbentien und Mischungen davon, besonders bevorzugt unter Aluminiumoxid und aluminiumoxidhaltigen Feststoffen aus- gewählt. Ganz besonders bevorzugt sind Aluminiumoxide und aluminiumoxidhaltige Feststoffe, die wenigstens ein Alkalimetall- und/oder Erdalkalimetall aufweisen. Vorzugsweise beträgt der Alkalimetall- und/oder Erdalkalimetallgehalt höchstens 1 Gew.- %, z. B. im Bereich von 0,0001 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des im Wesentlichen nickelfreien Adsorptionsmittels.The substantially nickel-free adsorbents are preferably selected from titanium dioxides, zirconium dioxides, silicon dioxides, kieselguhr, aluminum oxides, aluminum oxide-containing solids, aluminum phosphates, natural and synthetic aluminum silicates, phosphates, carbonaceous adsorbents and mixtures thereof, more preferably alumina and alumina-containing solids , Very particular preference is given to aluminas and alumina-containing solids which comprise at least one alkali metal and / or alkaline earth metal. Preferably, the alkali metal and / or alkaline earth metal content is at most 1% by weight, for. In the range of 0.0001 to 1% by weight, based on the total weight of the substantially nickel-free adsorbent.
Die im Wesentlichen nickelfreien Adsorptionsmittel weisen im Allgemeinen eine spezifische Oberfläche, bestimmt nach BET, im Bereich von etwa 10 bis 2000 m2/g, insbesondere im Bereich von 10 bis 1500 m2/g und speziell im Bereich von 20 bis 600 m2/g, auf.The essentially nickel-free adsorbents generally have a BET specific surface area in the range from about 10 to 2000 m 2 / g, in particular in the range from 10 to 1500 m 2 / g and especially in the range from 20 to 600 m 2 / g, up.
Die erfindungsgemäß eingesetzten, im Wesentlichen nickelfreien Adsorptionsmittel weisen in der Regel keine katalytische Aktivität zur Oligomerisierung von Olefinen auf. So beobachtet man bei einem erstmals für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzten erfindungsgemäßen Adsorptionsmittel (sogenannter 1. Zyklus) eine Oligome- renbildung von höchstens 0,2 Gew.-%, insbesondere höchstens 0,1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmonoolefinmenge in dem zur Oligomerisierung eingesetzten Kohlenwasserstoffgemisch. Vorteilhafterweise nimmt diese Tendenz zur Oligomerenbildung auch bei regenerierten Adsorptionsmitteln (2. bis n. Zyklus) im Wesentlichen nicht zu. Des Weiteren zeigen die erfindungsgemäß eingesetzten, im Wesentlichen nickelfreien Adsorptionsmittel vorteilhafterweise keine Tendenz zu einer signifikanten Isomerisie- rung unverzweigter Monoolefine.The inventively used, essentially nickel-free adsorbents generally have no catalytic activity for the oligomerization of olefins. An oligomer formation of at most 0.2% by weight, in particular not more than 0.1% by weight, based on the total amount of monoolefin in the amine used in the process according to the invention for the first time (so-called 1st cycle) is observed Oligomerization used hydrocarbon mixture. Advantageously, this tendency to oligomer formation substantially does not increase even with regenerated adsorbents (2nd to nth cycle). Furthermore, the essentially nickel-free adsorbents used according to the invention advantageously show no tendency to significantly isomerize unbranched monoolefins.
Sofern neben Adsorptionsmitteln, die eine zum Einsatz als Oligomerisierungskatalysa- tor befähigte Komponente enthalten, zusätzlich herkömmliche Adsorptionsmittel einge- setzt werden, so liegt das Gewichtsverhältnis der ersteren zu den letzteren üblicherweise im Bereich von 10 : 90 bis 90 : 10 und insbesondere im Bereich von 30 : 70 bis 70 : 30. Vorzugsweise setzt man einen der oben genannten nickelhaltigen Oligomeri- sierungskatalysatoren als Adsorptionsmittel, das eine zum Einsatz als Oligomerisie- rungskatalysator befähigte Komponente enthält, ein. Als herkömmliche Adsorptionsmittel finden vorzugsweise die oben beschriebenen nickelfreien Adsorptionsmittel Ver- wendung. In einer speziellen Ausführungsform werden somit nickelhaltige und nickelfreie Adsorptionsmittel verwendet, wobei das Gewichtsverhältnis von nickelhaltigen zu nickelfreien Adsorptionsmitteln im Bereich von 10 : 90 bis 90 : 10 und insbesondere im Bereich von 30 : 70 bis 70 : 30 liegt.If conventional adsorbents are used in addition to adsorbents which contain a component which is suitable for use as an oligomerization catalyst, the weight ratio of the former to the latter is usually in the range from 10:90 to 90:10 and in particular in the range from 30 : 70 to 70: 30. It is preferable to use one of the above-mentioned nickel-containing oligomerization catalysts as an adsorbent containing a component capable of being used as an oligomerization catalyst. As conventional adsorbents, the above-described nickel-free adsorbents are preferably used. Thus, in one particular embodiment, nickel-containing and nickel-free adsorbents are used, with the weight ratio of nickel-containing to nickel-free adsorbents being in the range of 10:90 to 90:10 and especially in the range of 30:70 to 70:30.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Adsorptionsmittel können vor ihrer Verwendung einem üblichen Formgebungsverfahren wie Pelletieren, Tablettieren oder Extrudieren unterzogen werden. Insbesondere werden die Adsorptionsmittel in Form von Extruda- ten, z. B. Strängen, insbesondere zylinderförmigen Strängen, oder Kugeln eingesetzt. Strangförmige Adsorptionsmittel weisen vorzugsweise eine Länge im Bereich von 0,1 bis 2 mm und besonders bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 1 mm sowie einen Durchmesser im Bereich von etwa 0,5 bis 10 mm und besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 5 mm auf. Kugelförmige Adsorptionsmittel weisen vorzugsweise einen Durchmesser im Bereich von etwa 0,1 bis 5 mm und besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 5 mm auf.The adsorbents to be used according to the invention can be subjected to a conventional shaping process such as pelleting, tableting or extrusion prior to their use. In particular, the adsorbents are in the form of extrudates, e.g. B. strands, in particular cylindrical strands, or balls used. Strand-shaped adsorbents preferably have a length in the range of 0.1 to 2 mm and more preferably in the range of 0.2 to 1 mm and a diameter in the range of about 0.5 to 10 mm and more preferably in the range of 1 to 5 mm on. Spherical adsorbents preferably have a diameter in the range of about 0.1 to 5 mm, and more preferably in the range of 1 to 5 mm.
Weiterhin können die Adsorptionsmittel vor ihrer Verwendung auf gegebenenfalls inerte und/oder nicht-poröse Trägermaterialien aufgebracht werden, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Hierzu zählen beispielsweise Quarz (SiO2), Porzellan, Magnesiumoxid, Siliciumcarbid, Titandioxid, Tonerde (AI2O3), Aluminiumsilikat, Steatit (Magnesiumsilikat), Zirkoniumsilikat oder Mischungen dieser Trägermaterialien. Die Form des Trägermaterials ist im Allgemeinen nicht kritisch. Beispielsweise können Trägermaterialien in Form von Kugeln, Ringen, Tabletten, Spiralen, Röhren, Extruda- ten oder Splitt verwendet werden. Die Dimensionen dieser Trägermaterialien entsprechen den üblicherweise bei der Herstellung von Adsorptionsmitteln, die als Festphase eingesetzt und von einer Gasphase überströmt werden, eingestellten Dimensionen. Die vorstehend genannten Trägermaterialien können in Pulverform auch den Adsorptionsmitteln zugemischt werden.Furthermore, before being used, the adsorbents can be applied to optionally inert and / or non-porous carrier materials, as known from the prior art. These include, for example, quartz (SiO 2 ), porcelain, magnesium oxide, silicon carbide, titanium dioxide, alumina (Al 2 O 3 ), aluminum silicate, steatite (magnesium silicate), zirconium silicate or mixtures of these support materials. The shape of the support material is generally not critical. For example, carrier materials in the form of spheres, rings, tablets, spirals, tubes, extrudates or chippings can be used. The dimensions of these support materials correspond to the dimensions usually set in the production of adsorbents used as solid phase and overflowed by a gas phase. The abovementioned carrier materials can also be mixed into the adsorbents in powder form.
Zur schalenförmigen Beschichtung der Trägermaterialien mit den erfindungsgemäß eingesetzten Adsorptionsmitteln können bekannte Methoden des Standes der Technik angewandt werden. Zum Beispiel können das Adsorptionsmittel enthaltende Suspensionen in einer Dragiertrommel oder in einem Wirbelbettbeschichter, gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur, auf die Trägermaterialien aufgesprüht werden. In einer Suspension oder Aufschlämmung eines Pulvers der erfindungsgemäß eingesetzten Adsorpti- onsmittel in Wasser oder in einem organischen Lösungsmittel, z. B. höheren Alkoholen, mehrwertigen Alkoholen, z. B. Ethylenglykol, 1 ,4-Butandiol oder Glycerin, Di- methylformamid, Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid, N-Methylpyrrolidon oder cycli- schen Harnstoffen, z. B. N,N'-Dimethylethylenhamstoff oder N,N'-Dimethylpropylenharnstoff, oder Mischungen dieser organischen Lösungsmittel mit Wasser, können organische Bindemittel wie Copolymere gelöst werden oder solche Bindemittel können vorteilhaft in Form einer wässrigen Dispersion zugesetzt werden. Hierbei werden im Allgemeinen Bindemittelgehalte im Bereich von 10 bis 20 Gew.-%, gegebenenfalls im Bereich von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt der Suspension oder Aufschlämmung, eingestellt. Geeignete Bindemittel sind z. B. Vinyl- acetat/Vinyllaurat-, Vinylacetat/Acrylat-, Styrol/Acrylat-, Vinylacetat/Maleat- oder Vinyl- acetat/Ethylen-Copolymere.For the cup-shaped coating of the carrier materials with the adsorbents used according to the invention, known methods of the prior art can be used. For example, the adsorbent-containing suspensions can be sprayed onto the substrates in a coating drum or in a fluid bed coater, optionally at elevated temperature. In a suspension or slurry of a powder of the adsorption used according to the invention in water or in an organic solvent, for. B. higher alcohols, polyhydric alcohols, eg. As ethylene glycol, 1, 4-butanediol or glycerol, di- methylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone or cyclic ureas, eg. As N, N'-dimethylethyleneurea or N, N'-dimethylpropyleneurea, or mixtures of these organic solvents with water, organic binders such as copolymers can be dissolved or such binders can be advantageously added in the form of an aqueous dispersion. In general, binder contents in the range from 10 to 20% by weight, if appropriate in the range from 1 to 10% by weight, based on the solids content of the suspension or slurry, are set here. Suitable binders are z. As vinyl acetate / vinyl laurate, vinyl acetate / acrylate, styrene / acrylate, vinyl acetate / maleate or vinyl acetate / ethylene copolymers.
Bei der Beschichtung der Trägermaterialien mit den erfindungsgemäß eingesetzten Adsorptionsmitteln werden im Allgemeinen Temperaturen im Bereich von 20 bis 500 0C angewandt, wobei die Beschichtung in der Beschichtungsapparatur unter Atmosphä- rendruck oder unter reduziertem Druck erfolgen kann. Bei Einsatz von Bindemitteln zur Beschichtung sollten diese durch thermische Behandlung bei Temperaturen von über 200 bis 500 °C, bei denen die Bindemittel sich zersetzen und/oder verbrennen, aus der aufgetragenen Schicht entfernt werden, z. B. im Rahmen einer konditionierenden Vorbehandlung.In the coating of the carrier materials with the adsorbents used in the invention can be applied generally temperatures in the range of 20 to 500 0 C, wherein the coating rend or jerk in the coating apparatus under atmos- can be carried out under reduced pressure. When using binders for coating they should be removed from the applied layer by thermal treatment at temperatures above 200 to 500 ° C, at which the binders decompose and / or burn, z. B. as part of a conditioning pretreatment.
Die oben genannten Trägermaterialien und Beschichtungsverfahren eignen sich prinzipiell auch für die erfindungsgemäß einsetzbaren Oligomerisierungskatalysatoren.The abovementioned carrier materials and coating methods are also suitable in principle for the oligomerization catalysts which can be used according to the invention.
Erfindungsgemäß werden die zu oligomerisierenden C2-C8-Monoolefine in wenigstens einer Adsorptionszone mit dem bzw. den Adsorptionsmitteln in Kontakt gebracht und in wenigstens einer Reaktionszone oligomerisiert. Unter einer Adsorptionszone wird hierin der räumliche Bereich verstanden, der von einem oder mehreren üblicherweise festen Adsorptionsmitteln beansprucht wird und von dem Eduktgemisch, üblicherweise einem gasförmigen Gemisch mit einem hohen Gehalt an C2-C8-Monoolefinen, durch- strömt werden kann. Unter einer Reaktionszone wird hierin der räumliche Bereich verstanden, der von einem oder mehreren üblicherweise festen Oligomerisierungskatalysatoren beansprucht wird und von dem Eduktgemisch nach dessen Austrag aus der Adsorptionszone durchströmt werden kann.According to the invention, the C 2 -C 8 -monoolefins to be oligomerized are brought into contact with the adsorbent (s) in at least one adsorption zone and are oligomerized in at least one reaction zone. An adsorption zone is understood here to mean the spatial area which is claimed by one or more usually solid adsorbents and can be passed through by the educt mixture, usually a gaseous mixture with a high content of C 2 -C 8 monoolefins. A reaction zone is understood here to mean the spatial area which is claimed by one or more usually solid oligomerization catalysts and can be flowed through by the educt mixture after it has been discharged from the adsorption zone.
Es versteht sich für den Fachmann, dass die konkrete Ausgestaltung und Anordnung der Adsorptions- und Reaktionszone(n) in jeder bekannten Weise erfolgen kann. Es ist bevorzugt, die Adsorptions- und Reaktionszone(n) räumlich voneinander getrennt anzuordnen, d.h. durch die apparative Ausgestaltung baulich voneinander zu separieren. Hierfür kann man z. B. eine relativ klein dimensionierte Apparatur (z. B. in der Größen- Ordnung einiger m3, üblicherweise im Bereich von 1 bis 20 m3 und häufig nicht mehr als 25 m3) als Adsorptionszone vorsehen und eine im Vergleich dazu größer dimensionier- te Apparatur (z. B. in der Größenordnung von etwa 100 m3, üblicherweise im Bereich von 50 bis 250 m3 und häufig mehr als 25 m3) als Reaktionszone. Es hat sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als vorteilhaft erwiesen, wenn das Volumenverhältnis von Adsorptions- zu Reaktionszone so gewählt wird, dass es im Bereich von 1 :1 bis 1 :500 und insbesondere im Bereich von 1 : 2 bis 1 : 100 liegt. Sofern vorhanden, sind hierbei jeweils die gesamten Adsorptionszonen bzw. Reaktionszonen zusammenzurechnen und anschließend zueinander ins Verhältnis zu setzen.It will be understood by those skilled in the art that the specific configuration and arrangement of the adsorption and reaction zone (s) may be in any known manner. It is preferable to arrange the adsorption and reaction zone (s) spatially separated from one another, ie to structurally separate from one another by the apparatus design. For this you can z. Example, a relatively small-sized apparatus (eg., In the order of magnitude of some m 3 , usually in the range of 1 to 20 m 3 and often not more than 25 m 3 ) provide as an adsorption zone and a larger compared in comparison te apparatus (for example in the order of about 100 m 3 , usually in the range of 50 to 250 m 3 and often more than 25 m 3 ) as a reaction zone. It has proved to be advantageous for carrying out the process according to the invention if the volume ratio of adsorption to reaction zone is chosen such that it is in the range from 1: 1 to 1: 500 and in particular in the range from 1: 2 to 1: 100. If available, in each case the total adsorption zones or reaction zones are to be calculated together and then related to one another.
Sofern man unterschiedliche Adsorptionsmittel verwendet, kann man z. B. eine erste Adsorptionszone in einem ersten Reaktor vorsehen, die ein erstes Adsorptionsmittel enthält, und separat, also apparativ abgetrennt davon, z. B. in einem zweiten Reaktor, eine zweite Adsorptionszone, die ein zweites Adsorptionsmittel enthält. Hierbei kann das erste und/oder das zweite Adsorptionsmittel wenigstens eine zum Einsatz als ON- gomerisierungskatalysator befähigte Komponente enthalten.If one uses different adsorbents, z. B. provide a first adsorption zone in a first reactor containing a first adsorbent, and separately, so separated by equipment, z. B. in a second reactor, a second adsorption zone containing a second adsorbent. In this case, the first and / or the second adsorbent may contain at least one component which is suitable for use as an ON gomerization catalyst.
Vorteilhafterweise wird man wenigstens zwei Adsorptionszonen so anordnen, dass die zu oligomerisierenden C2-C8-Monoolefine in der ersten Adsorptionszone mit einem herkömmlichen Adsorptionsmittel, z. B. einem im Wesentlichen nickelfreien Adsorptionsmittel wie oben beschrieben, in Kontakt gebracht werden und in der zweiten Ad- sorptionszone mit einem Adsorptionsmittel, das wenigstens eine zum Einsatz als Oli- gomerisierungskatalysator befähigte Komponente enthält, in Kontakt gebracht werden. Letzteres kann z. B. ein Nickel in oxidierter Form enthaltendes Adsorptionsmittel, wie oben beschrieben, sein.Advantageously, at least two adsorption zones will be arranged so that the C 2 -C 8 monoolefins to be oligomerized in the first adsorption zone are treated with a conventional adsorbent, e.g. A substantially nickel-free adsorbent as described above, and in the second adsorption zone are contacted with an adsorbent containing at least one component capable of use as an oligomerization catalyst. The latter can z. Example, a nickel in oxidized form containing adsorbent, as described above, be.
In einer weiteren Ausführungsform setzt man ein im Wesentlichen nickelfreies Adsorptionsmittel zusammen mit einem Nickel in oxidierter Form enthaltenden Adsorptionsmittel in einer einzigen Adsorptionszone ein, z. B. in übereinander geschichteter Form, gemischt in Form einer statistischen Verteilung oder in Form einer Gradientenschüt- tung. Die Verwendung in gemischter Form erlaubt gegebenenfalls eine bessere Kon- trolle der Temperatur. Im Fall einer Gradientenschüttung können lineare und nichtlineare Gradienten verwendet werden. Es kann hierbei vorteilhaft sein, die Verteilung innerhalb der Schüttung derart vorzunehmen, dass die zu oligomerisierenden C2-C8- Monoolefine zunächst mit dem im Wesentlichen nickelfreien Adsorptionsmittel in Kontakt gebracht werden, bevor sie mit dem Nickel in oxidierter Form enthaltenden Ad- sorptionsmittel in Kontakt treten.In another embodiment, a substantially nickel-free adsorbent is used together with an adsorbent containing nickel in oxidized form in a single adsorption zone, e.g. In layered form, mixed in the form of a random distribution or in the form of a gradient coating. The use in mixed form optionally allows a better control of the temperature. In the case of a gradient bed, linear and nonlinear gradients can be used. It may be advantageous in this case to carry out the distribution within the bed in such a way that the C 2 -C 8 monoolefins to be oligomerized are first brought into contact with the essentially nickel-free adsorbent before they are adsorbed with the nickel in oxidized form Contact us.
Es versteht sich für den Fachmann, dass die dargestellten unterschiedlichen Varianten zur Ausgestaltung der Adsorptions- und Reaktionszonen jeweils auch in der Weise angewendet werden können, dass man je zwei oder mehr gleichartig gestaltete Ad- sorptions- und/oder Reaktionszonen parallel und/oder hintereinander anordnet. Insbesondere ist eine Ausgestaltung vorteilhaft, bei der mindestens zwei separate gleicharti- ge Adsorptionszonen vorgesehen sind, die parallel zueinander betrieben werden können. Hierdurch können zeitweilige Leistungsabfälle oder -ausfälle in einem Reaktor ohne Abschaltung des Reaktionsstroms aufgefangen bzw. ausgeglichen werden. Dies wird z. B. dadurch erreicht, dass man die Adsorptionszonen so betreibt, dass beide mit voneinander verschiedenen Mengen an Katalysatorgiften beladen werden. Vorzugsweise ordnet man zwei Adsorptionszonen parallel an und betreibt diese alternierend, z. B. abwechselnd während eines jeweils vorgegebenen Zeitraums. Besonders bevorzugt erfolgt bei einer solchen Vorgehensweise die Umschaltung von der einen auf die andere Adsorptionszone jeweils, nachdem eine Beladung des Adsorptionsmittels mit einer zuvor festgelegten Höchstmenge an Katalysatorgiften erreicht wurde. Diese Höchstmenge kann sich z. B. aus einer speziellen Produktspezifikation ergeben. Insbesondere wird diese Höchstmenge so bemessen sein, dass die katalytische Aktivität des Oligomerisierungskatalysators auf einem wirtschaftlich akzeptablen Niveau liegt. Es hat sich z. B. als vorteilhaft erwiesen, eine solche vorgenannte Umschaltung jeweils vorzunehmen, wenn in dem aus dem Adsorber austretenden Strom ein Gehalt an potentiellen Katalysatorgiften, wie sie unten beschrieben sind, von 0,001 Gew.-% (10 Gew.-ppm) erreicht bzw. überschritten wird.It is understood by those skilled in the art that the illustrated different variants for the design of the adsorption and reaction zones can each be applied in such a way that two or more identically designed adsorption and / or reaction zones are arranged in parallel and / or behind one another , In particular, an embodiment is advantageous in which at least two separate identical ge adsorption zones are provided which can be operated in parallel. As a result, temporary power losses or failures can be absorbed or compensated in a reactor without switching off the reaction current. This is z. B. achieved by operating the adsorption zones so that both are loaded with mutually different amounts of catalyst poisons. It is preferable to arrange two adsorption zones in parallel and operate them alternately, for. B. alternately during a given time period. With such a procedure, it is particularly preferable to switch from one to the other adsorption zone after a loading of the adsorbent with a predetermined maximum amount of catalyst poisons has been achieved. This maximum amount can be z. B. result from a specific product specification. In particular, this maximum amount will be such that the catalytic activity of the oligomerization catalyst is at an economically acceptable level. It has z. B. proven advantageous to make such an aforementioned switching in each case when in the emerging from the adsorbent stream, a content of potential catalyst poisons, as described below, of 0.001 wt .-% (10 ppm by weight) reached or exceeded becomes.
Im erfindungsgemäßen Verfahren können allgemein übliche, monoolefinhaltige Koh- lenwasserstoffgemische, die C2-C8-Monoolefine enthalten, als Edukte eingesetzt werden. Solche Kohlenwasserstoffgemische weisen eine oder mehrere Sorten Monoolefi- ne mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, insbesondere mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, auf. Insbesondere sind Gemische mit einem hohen Anteil an Monoolefinen, z. B. im Bereich von 10 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemischs, geeignet. Hierunter sind speziell solche geeignet, die vor Allem aliphatische und/oder cyclo- aliphatische C4-Monoolefine und/oder Cs-C6-Monoolefine enthalten. Die eingesetzten Kohlenwasserstoffgemische enthalten vorteilhafterweise einen hohen Anteil unverzweigter Monoolefine, z. B. im Bereich von 10 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemischs., Der Einsatz eines Oligomerisierungskatalysators, der zu wenig verzweigten Oligomeren in guter Ausbeute führt, erlaubt somit erfindungsgemäß Oligomere mit hoher Linearität, d. h. mit einem niedrigen ISO-Index, zu erhalten.In the process according to the invention, generally customary monoolefin-containing hydrocarbon mixtures which contain C 2 -C 8 -monoolefins can be used as starting materials. Such hydrocarbon mixtures have one or more types of monoolefins having 2 to 8 carbon atoms, in particular having 2 to 6 carbon atoms. In particular, mixtures with a high proportion of monoolefins, z. B. in the range of 10 to 90 wt .-%, based on the total weight of the mixture suitable. Of these, especially suitable are those which contain, in particular, aliphatic and / or cycloaliphatic C 4 -monoolefins and / or Cs-C 6 -monoolefins. The hydrocarbon mixtures used advantageously contain a high proportion of unbranched monoolefins, z. Example, in the range of 10 to 90 wt .-%, based on the total weight of the mixture., The use of an oligomerization catalyst which leads to low branched oligomers in good yield, thus allows according to the invention oligomers with high linearity, ie with a low ISO Index, to get.
Für das erfindungsgemäße Verfahren kann man z. B. ein großtechnisch anfallendes Kohlenwasserstoffgemisch einsetzen. Hierzu zählen z. B. die bei der Aufarbeitung von Erdöl durch Steamcracken oder Fluidized Catalyst Cracking (FCC) erhaltenenFor the process according to the invention can be z. B. use an industrially occurring hydrocarbon mixture. These include z. As obtained in the workup of petroleum by steam cracking or fluidized catalyst cracking (FCC)
C4-Schnitte. In einer speziellen Ausführungsform wird ein sogenanntes Raffinat Il eingesetzt. In einer weiteren speziellen Ausführungsform wird ein C2-C8-Monoolefine enthaltendes Kohlenwasserstoffgemisch, das aus einer z. B. gemäß der DE 198 59 911 durchgeführten Olefinmetathese ausgetragen wurde, eingesetzt. In einer weiteren speziellen Ausführungsform wird ein großtechnisch anfallender C4-Schnitt eingesetzt, der im Wesentlichen 10 bis 90 Gew.-% Butene und 10 bis 90 Gew.-% Butane enthält, wobei die Buten-Fraktion die folgenden Kohlenwasserstoffe enthält: 1 bis 99 Gew.-% trans-2-Buten; 1 bis 50 Gew.-% 1 -Buten; 1 bis 50 Gew.-% cis-2-Buten; und 1 bis 5 Gew.-% Isobuten; und wobei sich der Anteil der Buten- und der Butan-Fraktion zu 100 Gew.-% addieren. Der Ausdruck „im Wesentlichen" bedeutet hier, dass der Anteil weiterer Komponenten üblicherweise insgesamt nicht mehr als 1 Gew.-% und insbesondere nicht mehr als 0,1 Gew.-% beträgt.C 4 cuts. In a specific embodiment, a so-called raffinate II is used. In a further specific embodiment, a C 2 -C 8 monoolefins containing hydrocarbon mixture consisting of a z. B. carried out according to the DE 198 59 911 olefin metathesis used. In a further specific embodiment, a large-scale C 4 cut is used which contains essentially 10 to 90% by weight of butenes and 10 to 90% by weight of butanes, the butene fraction containing the following hydrocarbons: 1 to 99 Wt% trans-2-butene; 1 to 50% by weight of 1-butene; From 1 to 50% by weight of cis-2-butene; and 1 to 5% by weight of isobutene; and wherein the proportion of the butene and the butane fraction add up to 100 wt .-%. The term "essentially" here means that the proportion of further components is generally not more than 1% by weight and in particular not more than 0.1% by weight.
Üblicherweise enthalten die vorgenannten Kohlenwasserstoffgemische Katalysatorgifte, d. h. Komponenten, welche die Oligomerisierung beeinträchtigen, indem sie den Oligomerisierungskatalysator deaktivieren. Hierzu zählen sauerstoffhaltige Verbindungen wie Wasser, Alkohole, z. B. Methanol, Ethanol, Isopropanol, n-Propanol, n-Butanol, sec.-Butanol, Isobutanol, tert.-Butanol, Ether, z. B. Diethylether, Methyl-tert.-buty lether, Aldehyde, z. B. Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd, Butyraldehyd, Ketone, z. B. Aceton, Methylethylketon, etc. Weitere häufig enthaltene Katalysatorgifte sind stickstoffhaltige Verbindungen wie Amine und schwefelhaltige Verbindungen wie Schwefelwasserstoff, Thioalkohole, Thioether, z. B. Dimethylsulfid und Dimethyldisulfid, Kohlenoxidsulfid etc. Gegebenenfalls enthalten großtechnisch zur Olefinoligomerisierung eingesetzte Kohlenwasserstoffgemische noch weitere produktionsbedingte Katalysatorgifte. Hierzu zählen z. B. Halogenverbindungen, Spuren von üblichen Extraktionsmitteln, z. B. Acetonitril oder N-Methylpyrrolidon etc., sowie gegebenenfalls organische Phosphor- und Arsenverbindungen.Usually, the aforementioned hydrocarbon mixtures contain catalyst poisons, d. H. Components which interfere with oligomerization by deactivating the oligomerization catalyst. These include oxygen-containing compounds such as water, alcohols, eg. For example, methanol, ethanol, isopropanol, n-propanol, n-butanol, sec-butanol, isobutanol, tert-butanol, ethers, eg. As diethyl ether, methyl tert-butyl ether, aldehydes, z. As formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, butyraldehyde, ketones, z. As acetone, methyl ethyl ketone, etc. Other frequently used catalyst poisons are nitrogen-containing compounds such as amines and sulfur-containing compounds such as hydrogen sulfide, thio alcohols, thioethers, z. B. dimethyl sulfide and dimethyl disulfide, carbon dioxide sulfide, etc. Optionally, hydrocarbon mixtures used industrially for olefin oligomerization contain further production-related catalyst poisons. These include z. As halogen compounds, traces of common extraction agents, eg. As acetonitrile or N-methylpyrrolidone, etc., and optionally organic phosphorus and arsenic compounds.
Der Gehalt an den vorgenannten Katalysatorgiften in den im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Kohlenwasserstoffgemischen ist kein prinzipiell limitierender Faktor für den Einsatz der zuvor beschriebenen erfindungsgemäß einzusetzenden Adsorptionsmittel. Mit zunehmendem Gehalt des Katalysatorgiftes nimmt jedoch das erforderliche Einsatzvolumen des Adsorptionsmittels pro Zeiteinheit und Kohlenwasserstoff- durchsatz zu. Daher ist es gegebenenfalls wirtschaftlicher, die zur Olefinoligomerisierung eingesetzten Kohlenwasserstoffgemische vor dem In-Kontakt-Bringen mit den zuvor beschriebenen Adsorptionsmitteln, insbesondere vor dem In-Kontakt-Bringen mit den zuvor beschriebenen im Wesentlichen nickelfreien Adsorptionsmitteln einer Grobreinigung nach aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zu unterziehen. So ist es im Allgemeinen günstig, den Gehalt der vorgenannten Katalysatorgifte in den Kohlenwasserstoffgemischen vor dem In-Kontakt-bringen mit den erfindungsgemäß eingesetzten Adsorptionsmitteln, sofern erforderlich, durch übliche Verfahren auf höchstens etwa 0,5 Gew.-% (5000 Gew.-ppm), bevorzugt höchstens 0,2 Gew.-% (2000 Gew.- ppm), insbesondere höchstens 0,1 Gew.-% (1000 Gew.-ppm), zu verringern. Geeigne- te Verfahren zu einer solchen Grobreinigung von Kohlenwasserstoffgemischen sind z. B. in der DE-A-39 14 817 und der darin zitierten Literatur beschrieben, auf die hier in vollem Umfang Bezug genommen wird.The content of the above-mentioned catalyst poisons in the hydrocarbon mixtures used in the process according to the invention is not a limiting factor in principle for the use of the adsorbents described above to be used according to the invention. With increasing content of the catalyst poison, however, the required volume of adsorbent used per unit time and hydrocarbon throughput increases. Therefore, it may be more economical to use the hydrocarbon mixtures used for olefin oligomerization prior to contacting with the adsorbents described above, in particular prior to contacting with the previously described substantially nickel-free adsorbents of a coarse purification method known in the art to undergo. So it is generally favorable, the content of the aforementioned catalyst poisons in the hydrocarbon mixtures before contacting with the adsorbents used in the invention, if necessary, by conventional methods to at most about 0.5 wt .-% (5000 ppm by weight ), preferably at most 0.2 wt .-% (2000 wt ppm), in particular at most 0.1 wt .-% (1000 wt ppm) to reduce. Suitable methods for such a rough purification of hydrocarbon mixtures are z. For example, in DE-A-39 14 817 and the literature cited therein, which is incorporated herein by reference in its entirety.
In einer bevorzugten Ausführungsform bringt man ein die C2-C8-Monoolefine enthal- tendes Kohlenwasserstoffgemisch vor dem In-Kontakt-Bringen mit Adsorptionsmitteln, die Nickel in oxidierter Form enthalten, so mit nickelfreiem Adsorptionsmittel in Kontakt, dass der Gehalt an Sauerstoff-, Stickstoff-, schwefel-, phosphor- und/oder halogen- haltigen Verunreinigungen in dem Kohlenwasserstoffgemisch auf höchstens 0,001 Gew.-% und insbesondere auf höchstens 0,0001 Gew.-%, bezogen auf das Ge- samtgewicht des Kohlenwasserstoffgemisches, reduziert wird.In a preferred embodiment, a hydrocarbon mixture containing the C 2 -C 8 monoolefins is contacted with nickel-free adsorbent prior to contacting with adsorbents containing nickel in oxidized form such that the content of oxygen, Nitrogen, sulfur, phosphorus and / or halogen-containing impurities in the hydrocarbon mixture to at most 0.001 wt .-% and in particular to at most 0.0001 wt .-%, based on the total weight of the hydrocarbon mixture is reduced.
Die zur Oligomerisierung eingesetzten Kohlenwasserstoffgemische enthalten des Weiteren üblicherweise mehrfach monoethylenisch ungesättigte Kohlenwasserstoffe und/oder Alkine. So weist z. B. ein typisches Raffinat Il einen Gehalt an Butadien in der Größenordnung von einigen tausend Gew.-ppm auf. Es hat sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als vorteilhaft erwiesen, den Gehalt derartiger Verunreinigungen vor der Oligomerisierung durch selektive Hydrierung zu den entsprechenden Monoolefinen zu reduzieren. Geeignete Verfahren zur selektiven Hydrierung sind z. B. in der DE-A-20 57 269, EP-A-O 081 041 und DE-A-15 68 542 beschrieben, auf die hier in vollem Umfang Bezug genommen wird. Insbesondere wird man eine Hydrierung so durchführen, dass das erhaltene im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzende Kohlenwasserstoffgemisch einen Gehalt an mehrfach ungesättigten Kohlenwasserstoffen und/oder Alkinen von höchstens 0,01 Gew.-% (100 Gew.-ppm), speziell 0,005 Gew.-% (50 Gew.-ppm) und ganz speziell 0,001 Gew.-% (10 Gew.-ppm) auf- weist. Gegebenenfalls kann diese Selektivhydrierung auch nach dem In-Kontakt- Bringen des Kohlenwasserstoffgemisches mit einem im Wesentlichen nickelfreien Adsorptionsmittel, jedoch vor dem In-Kontakt-Bringen mit dem Nickel in oxidierter Form enthaltenden Adsorptionsmittel erfolgen.The hydrocarbon mixtures used for the oligomerization further usually contain multiple monoethylenically unsaturated hydrocarbons and / or alkynes. So z. For example, a typical raffinate II has a content of butadiene of the order of several thousand ppm by weight. It has proved to be advantageous for carrying out the process according to the invention to reduce the content of such impurities prior to oligomerization by selective hydrogenation to the corresponding monoolefins. Suitable methods for selective hydrogenation are, for. In DE-A-20 57 269, EP-A-0 081 041 and DE-A-15 68 542, to which reference is hereby made in their entirety. In particular, hydrogenation is carried out in such a way that the resulting hydrocarbon mixture obtained in the process according to the invention has a content of polyunsaturated hydrocarbons and / or alkynes of at most 0.01% by weight (100 ppm by weight), especially 0.005% by weight ( 50 wt. Ppm) and especially 0.001 wt.% (10 wt. Ppm). Optionally, this selective hydrogenation may also be effected after contacting the hydrocarbon mixture with a substantially nickel-free adsorbent, but prior to contacting with the adsorbent containing the nickel in oxidized form.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Austrag aus Schritt a), d. h. nach Austritt aus der Adsorptionszone und vor Eintritt in die Reaktionszone, einen Gehalt an mehrfach ungesättigten Kohlenwasserstoffen von weniger als 0,001 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Austrags, auf.In a preferred embodiment, the discharge from step a), d. H. after exiting the adsorption zone and before entering the reaction zone, a content of polyunsaturated hydrocarbons of less than 0.001 wt .-%, based on the total weight of the discharge, on.
Erfindungsgemäß wird in mindestens einer Adsorptionszone ein Adsorptionsmittel eingesetzt, das wenigstens eine zum Einsatz als Oligomerisierungskatalysator befähigte Komponente enthält. Während die im Wesentlichen nickelfreien Adsorptionsmittel, wie oben ausgeführt, üblicherweise keine signifikante katalytische Aktivität zur Oligomerisierung von Olefinen aufweisen, gilt dies naturgemäß nicht für die Adsorptionsmittel- Komponente, welche die zum Einsatz als Oligomerisierungskatalysator befähigte Komponente enthält. Insbesondere betrifft dies Nickel in oxidierter Form enthaltende Adsorptionsmittel bzw. Komponenten. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, eine gleich oder ähnlich beschaffene Komponente sowohl als Oligomerisierungskatalysator als auch als Adsorptionsmittel, das die zum Einsatz als Oligomerisierungskatalysator befähigte Komponente enthält, zu verwenden, da in diesem Fall die bereits in der Ad- sorptionszone durch Oligomerisierung gebildeten Olefin-Produkte den in der Reaktionszone gebildeten Olefin-Produkten hinsichtlich Selektivität und Qualität entsprechen. Es wurde gefunden, dass dies auch gilt, wenn man die Adsorption unter Bedingungen durchführt, bei denen allgemein nur eine geringe Menge, z. B. weniger als 20 Gew.-% der eingesetzten C2-C8-Monoolefine, oligomerisiert werden. Bedingungen zur Steue- rung des Umsatzes der Oligomerisierungsreaktion sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt und können von ihm ohne weiteres in Routineexperimenten ermittelt werden. Es wurde ferner gefunden, dass bei Anwendung von niedrigeren Temperaturen als sie für die Oligomerisierungsreaktion üblicherweise verwendet werden, z. B. bei Einstellung von Temperaturen unterhalb 50 0C und insbesondere unterhalb 30 0C, die kataly- tische Oligomerisierungs-Aktivität der Adsorptionsmittel, welche die zum Einsatz als Oligomerisierungskatalysator befähigte Komponente enthalten, stark herabgesetzt werden kann; hingegen bleibt die Adsorptionskapazität für potentielle Katalysatorgifte hierbei im Wesentlichen erhalten.According to the invention, an adsorbent is used in at least one adsorption zone, which contains at least one component capable of being used as an oligomerization catalyst. While the essentially nickel-free adsorbents, as stated above, usually have no significant catalytic activity for the oligomerization of olefins, this naturally does not apply to the adsorbent component which contains the component which is capable of being used as an oligomerization catalyst. In particular, this relates to nickel containing in oxidized form Adsorbent or components. In this connection, it is advantageous to use an identical or similar component both as an oligomerization catalyst and as an adsorbent which contains the component which is capable of being used as oligomerization catalyst, since in this case the olefin already formed in the adsorption zone by oligomerization. Products correspond to the olefin products formed in the reaction zone in terms of selectivity and quality. It has been found that this also applies if the adsorption is carried out under conditions in which generally only a small amount, for. B. less than 20 wt .-% of the C 2 -C 8 monoolefins used to be oligomerized. Conditions for controlling the conversion of the oligomerization reaction are known in principle to the person skilled in the art and can easily be determined by him in routine experiments. It has also been found that by using lower temperatures than are commonly used for the oligomerization reaction, e.g. B. setting temperatures below 50 0 C and in particular below 30 0 C, the catalytic oligomerization activity of the adsorbent, which contain the capable of use as oligomerization catalyst component, can be greatly reduced; on the other hand, the adsorption capacity for potential catalyst poisons is essentially retained.
In der Regel führt man das erfindungsgemäße Verfahren unter Reaktionsbedingungen (Temperatur, Druck, Durchsatz, etc.) durch, bei denen weniger als 50 Gew.-%, insbesondere weniger als 20 Gew.-% und speziell weniger als 10 Gew.-% der C2-C8-Monoolefine, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der eingesetzten C2-C8-Monoolefine, in Schritt a) oligomerisiert werden. Zur Erreichung dieses Zwecks kommt insbesondere eine Kontrolle der Temperatur der Adsorptionszone(n) in Betracht. Üblicherweise wird die Adsorption bei einer Temperatur von weniger als 50 0C, insbesondere weniger als 40 0C und speziell weniger als 30 0C durchgeführt. Bei einer Temperatur von weniger als 30 0C in der Adsorptionszone tritt in der Regel nur eine geringe Oligomerisierung auf (z. B. in der Größenordnung von 0,1 bis 5 Gew.-% der eingesetzten C2-C8-Monoolefine), deren absolutes Ausmaß jedoch unter anderem von der Olefin-Konzentration und dem Zustand sowie der Belastung des Katalysators be- einflusst wird. Hier und im Folgenden wird der Begriff „Katalysatorbelastung" als auf Reaktorvolumen und Zeit bezogenes durchgesetztes Eduktgemisch verwendet, d. h. angegeben als kg Raffinat/(l Katalysator- bzw Adsorbervoiumen * h). Bei einer Temperatur von weni- ger als 10 0C in der Adsorptionszone kann eine Oligomerisierung fast vollständig ausgeschlossen werden. Es ist möglich, die Adsorption bei einer Temperatur von mehr als 50 0C durchzuführen. In diesem Fall ist jedoch die durch die signifikant auftretende Oligomerisierungsreaktion hervorgerufene Reaktionswärme zuverlässig aus der Adsorptionszone, d. h. aus dem Katalysatorbett, abzuführen, so dass ein qualitativ ver- gleichbares Olefin-Produkt wie bei der in der Reaktionszone durchgeführten Oligomerisierungsreaktion resultiert. Vorzugsweise führt man das erfindungsgemäße Verfahren so durch, dass die Temperatur in der Adsorptionszone, die nickelfreies Adsorptionsmittel enthält, im Bereich von 0 bis 150 0C, besonders bevorzugt im Bereich von 5 bis 100 0C und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 10 bis 50 0C liegt. Die Temperatur in der Adsorptionszone, die nickelhaltiges Adsorptionsmittel enthält, liegt vorzugsweise im Bereich von 0 bis 50 0C, besonders bevorzugt im Bereich von 5 bis 40 0C und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 10 bis 30 0C. Setzt man nickelfreies und nickelhaltiges Adsorptionsmittel in Kombination in derselben Adsorptionszone ein, so wählt man vorteilhafterweise die zuvor für das nickelhaltige Adsorptionsmittel genannten Temperaturen.In general, the process according to the invention is carried out under reaction conditions (temperature, pressure, throughput, etc.) in which less than 50% by weight, in particular less than 20% by weight and especially less than 10% by weight of C 2 -C 8 monoolefins, in each case based on the total weight of the C 2 -C 8 monoolefins used, are oligomerized in step a). To achieve this purpose, in particular a control of the temperature of the adsorption zone (s) into consideration. Usually, the adsorption is carried out at a temperature of less than 50 0 C, in particular less than 40 0 C and especially less than 30 0 C. At a temperature of less than 30 ° C. in the adsorption zone, only slight oligomerization usually occurs (for example in the order of from 0.1 to 5% by weight of the C 2 -C 8 monoolefins used), However, their absolute extent is influenced, inter alia, by the olefin concentration and the state and the load of the catalyst. Here and hereinafter, the term "space velocity" is defined as related by set reactant mixture used to reactor volume and time, that is expressed as kg Ra ffinat / (l catalyst or Adsorbervoiumen * h). At a temperature of fewer than 10 0 C in the It is possible to carry out the adsorption at a temperature higher than 50 ° C. In this case, however, the heat of reaction caused by the significantly occurring oligomerization reaction is reliably removed from the adsorption zone, ie from the catalyst bed so as to give a qualitatively comparable olefin product as in the oligomerization reaction carried out in the reaction zone. The process according to the invention is preferably carried out in such a way that the temperature in the adsorption zone containing nickel-free adsorbents is in the range from 0 to 150 ° C., more preferably in the range from 5 to 100 ° C. and most preferably in the range from 10 to 50 0 C is. The temperature in the adsorption zone containing nickel-containing adsorbent is preferably in the range of 0 to 50 0 C, more preferably in the range of 5 to 40 0 C and most preferably in the range of 10 to 30 0 C. Substituting nickel-free and nickel-containing Adsorbent in combination in the same adsorption zone, it is advantageous to choose the previously mentioned for the nickel-containing adsorbent temperatures.
Üblicherweise werden die C2-C8-lvlonoolefine bzw. ein diese enthaltendes Kohlenwasserstoffgemisch bei einem Druck im Bereich von etwa 1 bis 200 bar, insbesondere im Bereich von etwa 1 bis 100 bar, speziell im Bereich von etwa 1 bis 50 bar und ganz speziell im Bereich von etwa 10 bis 30 bar, mit dem Adsorptionsmittel in Kontakt gebracht.Typically, the C 2 -C 8 -lvlonoolefins or a hydrocarbon mixture containing them at a pressure in the range of about 1 to 200 bar, in particular in the range of about 1 to 100 bar, especially in the range of about 1 to 50 bar and very specifically in the range of about 10 to 30 bar, brought into contact with the adsorbent.
Für das In-Kontakt-Bringen der C2-C8-lv1onoolefine bzw. eines diese enthaltenden Kohlenwasserstoffgemisches mit den zuvor beschriebenen Adsorptionsmitteln geeignete, gegebenenfalls druckfeste Apparaturen sind dem Fachmann bekannt. Hierzu zählen die allgemein üblichen Reaktoren für Gas/Fest-Reaktionen und Flüssig/Fest-Reaktionen. Bevorzugt wird ein Festbettreaktor oder ein Wanderbettreaktor eingesetzt. Das Adsorptionsmittel kann, wie zuvor ausgeführt, in Form einer einzigen oder in Form mehrerer Adsorptionszonen (auch als Kontaktzonen bezeichnet) eingesetzt werden. Hierbei kann jede dieser Zonen eines oder mehrere der zuvor beschriebenen Adsorptionsmittel aufweisen. Adsorption und Oligomerisierung können in verschiedenen Reaktoren oder in aufeinanderfolgenden Zonen in einem Reaktor durchgeführt werden. Hierbei werden gegebenenfalls die Zonen für die Adsorption und die Zonen für die Oligomerisierung bei unterschiedlichen Reaktionsbedingungen, insbesondere bei unter- schiedlichen Temperaturen, betrieben.Suitable for the contacting of the C 2 -C 8 -lv1onoolefins or of a hydrocarbon mixture containing them with the adsorbents described above, which may be pressure-resistant, are known to the person skilled in the art. These include the commonly used reactors for gas / solid reactions and liquid / solid reactions. Preferably, a fixed bed reactor or a moving bed reactor is used. The adsorbent may, as stated above, be used in the form of a single or in the form of multiple adsorption zones (also referred to as contact zones). Here, each of these zones may comprise one or more of the adsorbents described above. Adsorption and oligomerization can be carried out in different reactors or in successive zones in one reactor. In this case, if appropriate, the zones for the adsorption and the zones for the oligomerization are operated at different reaction conditions, in particular at different temperatures.
Das In-Kontakt-Bringen des die C2-C8-lv1onoolefine enthaltenden Kohlenwasserstoffgemisches mit den Adsorptionsmitteln erfolgt im Allgemeinen durch Überleiten. Hierbei kann das Kohlenwasserstoffgemisch z. B. in gasförmiger, flüssiger oder überkritischer Phase mit den Adsorptionsmitteln in Kontakt gebracht werden. Die lineare Geschwindigkeit liegt hierbei vorzugsweise in einem Bereich von etwa 1 bis 200 cm/min.The bringing into contact of the hydrocarbon mixture containing the C 2 -C 8 -lv1onoolefines with the adsorbents is generally carried out by passing over. Here, the hydrocarbon mixture z. B. in gaseous, liquid or supercritical phase are brought into contact with the adsorbents. The linear velocity is preferably in a range of about 1 to 200 cm / min.
Die Regenerierung der erfindungsgemäß eingesetzten Adsorptionsmittel, insbesondere der im Wesentlichen nickelfreien Adsorptionsmittel, erfolgt üblicherweise durch Be- handlung mit Sauerstoff, sauerstoffhaltigen Gasgemischen, z. B. Luft, Sauerstoff liefernden Verbindungen, Stickoxiden oder Gemischen davon. Die Temperatur bei der Regenerierung liegt in der Regel im Bereich von etwa 100 bis 800 0C und insbesondere im Bereich von 200 bis 600 0C.The regeneration of the adsorbents used according to the invention, in particular of the essentially nickel-free adsorbents, is usually carried out by treatment with oxygen, oxygen-containing gas mixtures, eg. As air, oxygen supplying compounds, nitrogen oxides or mixtures thereof. The temperature at the Regeneration is usually in the range of about 100 to 800 0 C and in particular in the range of 200 to 600 0 C.
Die Regenerierung der erfindungsgemäß eingesetzten nickelhaltigen Adsorptionsmittel erfolgt vorzugsweise, indem man das eingesetzte Nickel in oxidierter Form enthaltende Adsorptionsmittel, dessen Adsorptionsvermögen sich infolge des Einsatzes in einem der vorbeschriebenen Verfahren verringert hat, im Wesentlichen vollständig dadurch regeneriert, dass man das nickelhaltige Adsorptionsmittel mit einem sauerstoffhaltigen Gas, Luft, Stickoxiden oder einer Mischung davon bei einer Temperatur von mindes- tens 300 0C, z. B. im Bereich von 300 bis 600 0C, behandelt.The regeneration of the nickel-containing adsorbents used according to the invention is preferably carried out by substantially regenerating the nickel used in oxidized form adsorbents whose adsorptivity has been reduced as a result of use in one of the above-described methods by using the nickel-containing adsorbent with an oxygen-containing gas , Air, nitrogen oxides or a mixture thereof at a temperature of at least 300 0 C, z. B. in the range of 300 to 600 0 C, treated.
Vorteilhafterweise können die erfindungsgemäß eingesetzten Adsorptionsmittel häufig regeneriert werden, ohne dass die Adsorptionskapazität in signifikanter Weise nach- lässt. Sie eignen sich für eine einfache und wirtschaftliche oxidative thermische Rege- nerierung, wie oben beschrieben. Hierbei wird auch nach einer Vielzahl von Regenerierungszyklen im Wesentlichen kein Anstieg der durch das Adsorptionsmittel katalysierten Oligomerisierung beobachtet. Im Allgemeinen können Zykluszahlen von mindestens 2, insbesondere mindestens 20, speziell mindestens 200 und ganz speziell mindestens 2000 erreicht werden.Advantageously, the adsorbents used according to the invention can be regenerated frequently, without the adsorption capacity decreasing significantly. They are suitable for a simple and economical oxidative thermal regeneration, as described above. Here, even after a plurality of regeneration cycles, substantially no increase in the oligomerization catalyzed by the adsorbent is observed. In general, cycle numbers of at least 2, in particular at least 20, especially at least 200, and especially at least 2000, can be achieved.
Die zuvor beschriebenen Adsorptionsmittel eignen sich nicht nur für den Einsatz in einem Verfahren zur katalytischen Oligomerisierung von monoolefinischen Kohlenwasserstoffgemischen, sondern ganz allgemein zur Behandlung von Olefinen oder Olefin- gemischen zur Verringerung des Gehaltes an potentiellen Katalysatorgiften. Die Erfin- düng betrifft daher auch ein Verfahren zur Herstellung reiner Olefine oder Olefingemi- sche, z. B. von C2-C30-Monoolefinen bzw. diese enthaltenden Olefingemischen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man Olefine oder Olefingemische, z. B. C2-C3o-Monoolefine bzw. diese enthaltende Olefingemische, mit wenigstens einem der zuvor beschriebenen Adsorptionsmittel, die wenigstens eine zum Einsatz als Oligome- risierungskatalysator befähigte Komponente enthalten, in Kontakt bringt.The adsorbents described above are suitable not only for use in a process for the catalytic oligomerization of monoolefinic hydrocarbon mixtures, but more generally for the treatment of olefins or olefin mixtures for reducing the content of potential catalyst poisons. The invention therefore also relates to a process for the preparation of pure olefins or olefin mixtures, eg. Example of C 2 -C 30 monoolefins or olefin mixtures containing them, which is characterized in that olefins or olefin mixtures, for. B. C 2 -C 3 o-monoolefins or olefin mixtures containing them, with at least one of the previously described adsorbent containing at least one ready for use as Oligome- risierungskatalysator component brings into contact.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines Nickel in oxidierter Form enthaltenden Adsorptionsmittels, wie zuvor beschrieben, zur Verringerung des Gehalts an mehrfach ungesättigten Kohlenwasserstoffen und/oder Sauerstoff-, stick- stoff-, schwefel-, phosphor- und/oder halogenhaltigen Verunreinigungen in einem Kohlenwasserstoffgemisch durch In-Kontakt-Bringen des Kohlenwasserstoffgemischs mit dem Nickel in oxidierter Form enthaltenden Adsorptionsmittel.Another object of the invention is the use of an adsorbent containing nickel in oxidized form, as described above, for reducing the content of polyunsaturated hydrocarbons and / or oxygen, nitrogen, sulfur, phosphorus and / or halogen-containing impurities in a hydrocarbon mixture by contacting the hydrocarbon mixture with the adsorbent containing the nickel in oxidized form.
Die Erfindung wird anhand der folgenden, nicht einschränkenden Beispiele näher er- läutert. BeispieleThe invention will be explained in more detail by means of the following non-limiting examples. Examples
Als Eduktgemisch, welches die zu oligomerisierenden Olefine enthielt, wurde ein Raffinat Il eingesetzt. Die Umsetzungen wurden kontinuierlich unter Verwendung eines thermostatisierten Festbettreaktors (30 mm lichte Weite) unter im Vergleich zum Eigendruck des Raffinates Il erhöhtem Druck (20 bar) durchgeführt. Die Adsorption von Katalysatorgiften wurde in einem analogen Reaktor (30 mm lichte Weite) durchgeführt, der vor den Reaktor mit dem Oligomerisierungskatalysator geschaltet wurde und in A/B-Ausführung vorhanden war. Bei einer solchen A/B-Ausführung werden zwei gleichartige Reaktoren parallel geschaltet, so dass während des Betriebs des einen Reaktors der andere ausgebaut, ex situ regeneriert und anschließend wieder eingebaut werden kann, ohne dass eine Unterbrechung des laufenden Verfahrens notwendig ist. Der Druck wurde über eine Reaktoreinsatzpumpe vor dem ersten Reaktor erzeugt und über eine Druckhaltevorrichtung hinter dem zweiten Reaktor entsprechend geregelt.The starting material mixture containing the olefins to be oligomerized was a raffinate II. The reactions were carried out continuously using a thermostated fixed bed reactor (30 mm clear width) under elevated compared to the autogenous pressure of the raffinate Il pressure (20 bar). The adsorption of catalyst poisons was carried out in an analogous reactor (30 mm clear width), which was switched before the reactor with the oligomerization catalyst and was present in A / B design. In such an A / B design, two similar reactors are connected in parallel so that during operation of one reactor the other can be removed, regenerated ex situ, and then reinstalled without interrupting the ongoing process. The pressure was generated via a reactor feed pump in front of the first reactor and controlled in accordance with a pressure holding device behind the second reactor.
Es wurde jeweils eine gleichartige Vorbehandlung des Katalysators und der Adsorptionsmittel durchgeführt. Hierzu wurden je 250 ml Katalysator bzw. 500 ml Adsorbens in den Reaktor eingefüllt und 24 h bei 160 0C und unter Normaldruck in einem trockenen N2-Strom (1500 Nl/h) konditioniert. Anschließend wurde auf 20 °C abgekühlt. Es erfolgte eine Zudosierung von Raffinat Il und eine Erhöhung des Drucks auf 20 bar mit Hilfe der Pumpe bzw. Druckhaltevorrichtung. Anschließend wurde gegebenenfalls eine Temperaturerhöhung in der Reaktionszone vorgenommen.In each case, a similar pretreatment of the catalyst and the adsorbent was carried out. For this purpose, each 250 ml of catalyst or 500 ml of adsorbent were charged into the reactor and 24 h at 160 0 C and under normal pressure in a dry stream of N 2 (1500 Nl / h) conditioned. It was then cooled to 20 ° C. There was a metered addition of raffinate II and an increase in the pressure to 20 bar by means of the pump or pressure holding device. Subsequently, an increase in temperature in the reaction zone was optionally carried out.
I. Butadienadsorption an einem Ni-haltigen AdsorptionsmittelI. butadiene adsorption on a Ni-containing adsorbent
Es wurde ein Raffinat Il eingesetzt, bestehend aus 3,1 % i-Butan, 15,3 % n-Butan, 29,8 % 1-Buten, 2,1 % i-Buten, 31 ,7 % trans-2-Buten, 17,8 % cis-2-Buten, 0,2 % i-Pentan sowie 100 ppm 1 ,3-Butadien. Bei einer Katalysatorbelastung von 2 kg/(l*h) wurde der butadienhaltige Einsatzstoff Raffinat Il bei 20 0C über einen Zeitraum von 20 Tagen über einen nickelhaltigen Oligomerisierungskatalysator, wie in Bsp. 2 der DE-A-43 39 713 beschrieben, geleitet. Mittels off-line-GC-Analytik wurde regelmäßig der Butadiengehalt im Austrag untersucht. Bezogen auf den angegebenen Zeitraum von 20 Tagen lag der Buten-Umsatz bei weniger als 5 Gew.-% der eingesetzten Bute- ne. Es konnte am Reaktorausgang kein Butadien detektiert werden (< 1 ppm bzw. < 0,0001 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Austrags). Dies zeigt, dass der als Adsorptionsmittel eingesetzte Ni-haltige Oligomerisierungskatalysator effektiv eine Zurückhaltung von Olefinen wie Butadien bewirkt.A raffinate II was used, consisting of 3.1% i-butane, 15.3% n-butane, 29.8% 1-butene, 2.1% i-butene, 31.7% trans-2-butene , 17.8% cis-2-butene, 0.2% i-pentane and 100 ppm of 1, 3-butadiene. At a catalyst loading of 2 kg / (l * h), the butadiene-containing feed raffinate II at 20 0 C over a period of 20 days via a nickel-containing oligomerization catalyst, as described in Ex. 2 of DE-A-43 39 713, passed. By means of off-line GC analysis, the butadiene content in the effluent was regularly examined. Based on the specified period of 20 days, the butene conversion was less than 5% by weight of the butene used. No butadiene could be detected at the reactor outlet (<1 ppm or <0.0001 wt .-%, based on the total weight of the discharge). This shows that the Ni-containing oligomerization catalyst used as adsorbent effectively causes a retention of olefins such as butadiene.
II. Langzeittest mit Adsorptionsmittel gemäß DE-A-198 45 857 und Regenerierung von Ni-haltigen Katalysatoren (Vergleichsversuch) Es wurde ein Raffinat Il eingesetzt, das aus durchschnittlich 3 % i-Butan, 23 % n-Butan, 26 % 1 -Buten, 1 % i-Buten, 31 % trans-2-Buten, 16 % cis-2-Buten, sowie als Spurenkomponenten 10 ppm Diene, 30 ppm Wasser, 20 ppm Alkohole, 5 ppm Aldehy- de und 20 ppm Ketone (alle Angaben als Gew.-ppm) bestand. Bei einer Katalysatorbelastung von 2 kg/(l*h) wurde dieser Butadien-arme Einsatzstoff Raffinat Il über einen Zeitraum von 180 Tagen zunächst über einen ersten, auf 20 °C thermostatisierten Festbettreaktor geleitet. Dieser erste Reaktor war mit 500 ml aktivem AI2O3 (3 mm- Kugeln, Selexsorb CD der Firma Alcoa) gefüllt und in doppelter Ausführung für eine Fahrweise im A/B-Modus vorhanden. Anschließend wurde der Austrag aus dem ersten Reaktor über einen zweiten thermostatisierten Festbettreaktor geleitet. Dieser zweite Reaktor war mit 250 ml nickelhaltigem Oligomerisierungskatalysator, wie in Bsp. 2 der DE-A-43 39 713 beschrieben, gefüllt. Der aus dem Adsorber ausgetragene gereinigte Olefinstrom wurde regelmäßig hinsichtlich der Spurenkomponenten mittels GC-Analytik untersucht. Nach Erreichen der Durchbruchskapazität (hier definiert als mehr als 10 Gew.-ppm bzw. 0,001 Gew.-% Katalysatorgifte) wurde auf den anderen Adsorber umgeschaltet. Das verbrauchte Adsorptionsmittel wurde durch Spülen des Adsorbers mit N2 trocken geblasen, anschließend ausgebaut und durch ex situ regenerierten Adsorber ersetzt. Die ex situ Regenerierung erfolgte durch Abbrand in Luft bei 400 bis 500 0C und Abkühlung unter N2, wobei ein Strom von 500 NIGas /(kgAdsorber*h)eingestellt wurde Die Reaktionstemperatur wurde so eingestellt, dass über den betrachteten Zeitraum ein Buten-Umsatz zwischen 40 und 50 % der eingesetzten Butene erreicht wurde.II. Long-term test with adsorbent according to DE-A-198 45 857 and regeneration of Ni-containing catalysts (comparative experiment) A raffinate II was used, which comprises on average 3% of i-butane, 23% of n-butane, 26% of 1-butene, 1% of i-butene, 31% of trans-2-butene, 16% of cis-2-butene, and as trace components 10 ppm dienes, 30 ppm water, 20 ppm alcohols, 5 ppm aldehyde and 20 ppm ketones (all data as ppm by weight). At a catalyst loading of 2 kg / (l * h), this butadiene-lean feedstock raffinate II was first passed over a first fixed bed reactor thermostated at 20 ° C. over a period of 180 days. This first reactor was filled with 500 ml of active Al 2 O 3 (3 mm spheres, Selexsorb CD from Alcoa) and was available in duplicate for driving in A / B mode. Subsequently, the discharge from the first reactor was passed through a second thermostated fixed bed reactor. This second reactor was filled with 250 ml of nickel-containing oligomerization catalyst, as described in Ex. 2 of DE-A-43 39 713. The purified olefin stream discharged from the adsorber was examined regularly for trace components by GC analysis. After reaching the breakthrough capacity (defined here as more than 10 ppm by weight or 0.001% by weight of catalyst poisons), switching was made to the other adsorber. The spent adsorbent was blown dry by flushing the adsorbent with N 2 , then removed and replaced with ex situ regenerated adsorber. The ex situ regeneration was carried out by burning in air at 400 to 500 0 C and cooling under N 2 , with a flow of 500 NI gas / (kg adsorber * h) was set The reaction temperature was adjusted so that over the period considered a butene Conversion between 40 and 50% of the butenes used was achieved.
Bei Beginn des Langzeittestes lag die Temperatur bei 60 0C, nach 180 Tagen beiAt the beginning of the long-term test, the temperature was at 60 0 C, after 180 days at
100 0C. Der nach diesem Zeitraum teildesaktivierte Katalysator wurde ausgebaut und einer umfangreichen Analytik unterzogen. Es zeigte sich, dass der am Reaktoreingang befindliche Katalysator signifikante Mengen an Stickstoff- und halogenhaltigen Rückständen (100-500 ppm Stickstoff bzw. 30-40 ppm Halogen) aufweist, während diese Komponenten am Reaktorausgang praktisch nicht nachweisbar sind. Der Kohlenstoffgehalt liegt über der gesamten Katalysatorschüttung bei etwa 2 Gew.-%, mit einer tendenziellen Abnahme zum Reaktorausgang hin. Es wurden Schnelltests zur Überprüfung der Leistungsfähigkeit der ausgebauten Katalysatoren bzw. Komponenten in einem thermostatisierten Mikrofestbettreaktor mit 10 mm Durchmesser und 20 cm Länge durchgeführt. Hierzu wurden jeweils 10 g des ausgebauten Katalysators entsprechend der obigen Katalysatorvorbehandlung konditioniert. Anschließend wurden die Katalysatoren in situ 2 h bei 400 bis 500 0C mittels Durchleitung von Luft (5 Nl/h) und Abkühlung unter N2 regeneriert. Es wurden dann nochmals .Schnelltests" über eine Laufzeit von 3 Tagen durchgeführt. Die Ergebnisse gibt Tabelle 1 wieder. Tabelle 1: Schnelltest (Katalysatorbelastung 1 kg/(l Ramnatii * h), Reaktortemperatur 60 0C, Druck 20 bar)100 0 C. The teildesaktivierte after this period the catalyst was removed and subjected to extensive analysis. It was found that the catalyst located at the reactor inlet significant amounts of nitrogen and halogen-containing residues (100-500 ppm nitrogen or 30-40 ppm halogen), while these components are virtually undetectable at the reactor outlet. The carbon content is about 2% by weight over the total catalyst bed, with a tendency to decrease towards the reactor outlet. Rapid tests were performed to verify the performance of the degraded catalysts in a thermostated micro bed reactor 10 mm in diameter and 20 cm in length. For this purpose, in each case 10 g of the removed catalyst were conditioned in accordance with the above catalyst pretreatment. Subsequently, the catalysts were regenerated in situ for 2 h at 400 to 500 0 C by passage of air (5 Nl / h) and cooling under N 2 . Again, "rapid tests" were carried out over a period of 3 days, the results are given in Table 1. Table 1: Rapid test (catalyst loading 1 kg / (1 R on n a t ii * h), reactor temperature 60 ° C., pressure 20 bar)
Figure imgf000024_0001
Man erkennt deutlich, dass der Ausbaukatalysator im Vergleich zum frischen Katalysator desaktiviert wurde. Zusätzlich erkennt man auch die deutlich stärkere Desaktivie- rung des Ausbaukatalysators am Reaktoreingang, vermutlich hervorgerufen durch die zusätzliche Adsorption von Stickstoff- und halogenhaltigen Katalysatorgiften. Schließlich zeigt die Behandlung im heißen Luftstrom, dass die Desaktivierung reversibel ist.
Figure imgf000024_0001
It can be seen clearly that the expansion catalyst was deactivated in comparison to the fresh catalyst. In addition, the significantly greater deactivation of the expansion catalyst at the reactor inlet, presumably caused by the additional adsorption of nitrogen- and halogen-containing catalyst poisons, can be seen. Finally, the treatment in the hot air stream shows that the deactivation is reversible.
Beispiel 1 (erfindungsgemäß)Example 1 (according to the invention)
Adsorber und Katalysator auf Ni-Basis gemäß DE-A- 43 39 713Adsorber and Ni-based catalyst according to DE-A-43 39 713
Es wurde wie bei dem unter II. beschriebenen Versuch vorgegangen, wobei jedoch frischer nickelhaltiger Oligomerisierungskatalysator, wie in Bsp. 2 der DE-A-43 39 713 beschrieben, auch als Adsorptionsmittel eingesetzt wurde. Die Reaktionstemperatur wurde so eingestellt, dass über den betrachteten Zeitraum wiederum ein Buten-Umsatz zwischen 40 und 50 Gew.-% der eingesetzten Butene erreicht wurde. Bei Beginn des Langzeittestes lag die Temperatur bei 60 0C, nach 180 Tagen bei nur 75 0C. Im Vergleich zum Einsatz von AI2O3 als Adsorptionsmittel ist die Desaktivierung somit deutlich verringert.The procedure was as in the experiment described under II., However, where fresh nickel-containing oligomerization catalyst, as described in Ex. 2 of DE-A-43 39 713, was also used as an adsorbent. The reaction temperature was adjusted so that again a butene conversion between 40 and 50 wt .-% of the butenes used was achieved over the period considered. At the beginning of the long-term test, the temperature was 60 ° C., after 180 days only 75 ° C. Compared to the use of Al 2 O 3 as adsorbent, the deactivation is thus significantly reduced.
Beispiel 2 (erfindungsgemäß)Example 2 (according to the invention)
Adsorber auf Ni-Basis gemäß WO 01/37989 und Katalysator auf Ni-Basis gemäß DE-A-43 39 713Ni-based adsorber according to WO 01/37989 and Ni-based catalyst according to DE-A-43 39 713
Es wurde wie bei dem unter II. beschriebenen Versuch vorgegangen, wobei jedoch als Adsorber frischer nickelhaltiger Oligomerisierungskatalysator, wie in Bsp. EK4 der WO 01/37989, eingesetzt wurde. Die Reaktionstemperatur wurde so eingestellt, dass über den betrachteten Zeitraum wiederum ein Buten-Umsatz zwischen 40 und 50 Gew.-% der eingesetzten Butene erreicht wurde. Bei Beginn des Langzeittestes lag die Temperatur bei 60 0C, nach 180 Tagen bei nur 80 0C. Im Vergleich zum Einsatz von AI2O3 als Adsorptionsmittel ist die Desaktivierung somit wiederum deutlich verringert. The procedure was as in the experiment described under II., However, being used as an adsorber fresh nickel-containing oligomerization catalyst, as in Ex. EK4 of WO 01/37989. The reaction temperature was adjusted so that again a butene conversion between 40 and 50 wt .-% of the butenes used was achieved over the period considered. At the beginning of the long-term test, the temperature was 60 0 C, after 180 days at only 80 0 C. Compared to the use of Al 2 O 3 as adsorbent, the deactivation is thus again significantly reduced.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Oligomerisierung von C2-C8-Monoolefinen in Gegenwart eines Oli- gomerisierungskatalysators, bei dem man1. A process for the oligomerization of C 2 -C 8 monoolefins in the presence of an oligomerization catalyst in which
a) die C2-C8-Monoolefine in wenigstens einer Adsorptionszone zur Entfernung von Komponenten, welche die Oligomerisierung beeinträchtigen, mit wenigstens einem Adsorptionsmittel in Kontakt bringt unda) bringing the C 2 -C 8 monoolefins into contact with at least one adsorbent in at least one adsorption zone to remove components which impair the oligomerization, and
b) den Austrag aus Schritt a) in wenigstens einer Reaktionszone oligomerisiert,b) oligomerizing the effluent from step a) in at least one reaction zone,
dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorptionsmittel wenigstens eine zum Einsatz als Oligomerisierungskatalysator befähigte Komponente enthält.characterized in that the adsorbent contains at least one component capable of being used as an oligomerization catalyst.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Adsorptionsmittel enthaltene zum Einsatz als Oligomerisierungskatalysator befähigte Komponente und der eingesetzte Oligomerisierungskatalysator gleich beschaffen sind.2. The method according to claim 1, characterized in that the adsorbent contained in the capable of use as an oligomerization catalyst component and the oligomerization catalyst used are the same.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Adsorptionsmittel Nickel in oxidierter Form enthält.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of the adsorbent contains nickel in oxidized form.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Nickel in oxidierter Form enthaltende Adsorptionsmittel im Wesentlichen besteht aus4. The method according to claim 3, characterized in that the nickel in oxidized form containing adsorbent consists essentially of
(i) dem Nickel in oxidierter Form;(i) the nickel in oxidized form;
(ii) einem oder mehreren Metalloxid(en), vorzugsweise ausgewählt unter TiO2, ZrO2, SiO2, AI2O3, Ga2O3, In2O3 und den Mischoxiden und Mischungen davon;(ii) one or more metal oxide (s), preferably selected from TiO 2 , ZrO 2 , SiO 2 , Al 2 O 3 , Ga 2 O 3 , In 2 O 3 and the mixed oxides and mixtures thereof;
(iii) gegebenenfalls Schwefel in oxidierter Form, wobei das molare Verhältnis von(iii) optionally sulfur in oxidized form, the molar ratio of
Schwefelatomen zu Nickelatomen vorzugsweise weniger als 1 beträgt;Sulfur atoms to nickel atoms is preferably less than 1;
wobei sich die Anteile der einzelnen Komponenten zu 100 Gew.-% ergänzen.wherein the proportions of the individual components add up to 100 wt .-%.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Nickel in oxidierter Form enthaltende Adsorptionsmittel mindestens 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Nickel in oxidierter Form enthaltenden Adsorptionsmittels, an Nickeloxid enthält.5. The method according to claim 4, characterized in that the adsorbent containing nickel in oxidized form contains at least 0.5 wt .-%, based on the total weight of the nickel in oxidized form containing adsorbent, of nickel oxide.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiteres, nickelfreies Adsorptionsmittel eingesetzt wird. 6. The method according to any one of claims 3 to 5, characterized in that at least one further, nickel-free adsorbent is used.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das nickelfreie Adsorptionsmittel ausgewählt ist unter Titandioxiden, Zirkoniumdioxiden, Siliciumdioxiden, Kieselgur, Aluminiumoxiden, aluminiumoxidhaltigen Feststoffen, Aluminiumphos- phaten, natürlichen und synthetischen Aluminiumsilicaten, Phosphaten, kohlenstoffhaltigen Adsorbentien, Polymeradsorbentien und Mischungen davon.7. The method according to claim 6, characterized in that the nickel-free adsorbent is selected from titanium dioxides, zirconium dioxides, silicas, diatomaceous earth, alumina, alumina-containing solids, Aluminiumphos- phaten, natural and synthetic aluminosilicates, phosphates, carbonaceous adsorbents, Polymeradsorbentien and mixtures thereof.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adsorptions- und die Reaktionszone(n) räumlich voneinander getrennt ange- ordnet sind.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the adsorption and the reaction zone (s) are arranged spatially separated from each other.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumenverhältnis von Adsorptions- zu Reaktionszone im Bereich von 1 : 1 bis 1 : 500 liegt.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the volume ratio of adsorption to reaction zone in the range of 1: 1 to 1: 500.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das nickelfreie Adsorptionsmittel zusammen mit dem Nickel in oxidierter Form enthaltenden Adsorptionsmittel in einer einzigen Adsorptionszone in Form einer Gradien- tenschüttung eingesetzt wird.10. The method according to any one of claims 6 to 9, characterized in that the nickel-free adsorbent is used together with the nickel in oxidized form containing adsorbent in a single adsorption zone in the form of a gradientenschüttung.
11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten, welche die Oligomerisierung beeinträchtigen, mehrfach ungesättigte Kohlenwasserstoffe und/oder Sauerstoff-, Stickstoff-, Schwefel-, Phosphor- und/oder halogenhaltige Verunreinigungen umfassen.11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the components which impair the oligomerization comprise polyunsaturated hydrocarbons and / or oxygen, nitrogen, sulfur, phosphorus and / or halogen-containing impurities.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die C2-C8-Monoolefine in einem Kohlenwasserstoffgemisch vorliegen, das einen Gehalt an mehrfach ungesättigten Kohlenwasserstoffen von höchstens 0,01 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kohlenwasserstoffgemisches, aufweist.12. The method according to claim 11, characterized in that the C 2 -C 8 monoolefins are present in a hydrocarbon mixture having a content of polyunsaturated hydrocarbons of at most 0.01 wt .-%, based on the total weight of the hydrocarbon mixture.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlenwasserstoffgemisch im Wesentlichen aliphatische und/oder cycloaliphatische C4-Monoolefine und/oder C5-Cβ-Monoolefϊne umfasst.13. The method according to claim 12, characterized in that the hydrocarbon mixture comprises substantially aliphatic and / or cycloaliphatic C 4 monoolefins and / or C 5 -C β -Monoolefϊne.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass man ein die C2-C8-Monoolefine enthaltendes Kohlenwasserstoffgemisch vor dem Inkon- taktbringen mit Adsorptionsmitteln, die Nickel in oxidierter Form enthalten, so mit nickelfreiem Adsorptionsmittel in Kontakt bringt, dass der Gehalt an Sauerstoff-, Stickstoff-, schwefel-, phosphor- und/oder halogenhaltigen Verunreinigungen in dem Kohlenwasserstoffgemisch auf höchstens 0,001 Gew.-%, bezogen auf das14. The method according to any one of claims 6 to 13, characterized in that one brings the C 2 -C 8 monoolefins containing hydrocarbon mixture before contacting with adsorbents containing nickel in oxidized form so with nickel-free adsorbent, in that the content of oxygen, nitrogen, sulfur, phosphorus and / or halogen-containing impurities in the hydrocarbon mixture is not more than 0.001% by weight, based on the
Gesamtgewicht des Kohlenwasserstoffgemisches, reduziert wird. Total weight of the hydrocarbon mixture is reduced.
15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adsorption bei einer Temperatur von weniger als 50 0C durchgeführt wird.15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the adsorption is carried out at a temperature of less than 50 0 C.
16. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weniger als 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der eingesetzten C2-C8-Monoolefine, in Schritt a) oligomerisiert werden.16. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that less than 50 wt .-%, based on the total weight of the C 2 -C 8 monoolefins used, are oligomerized in step a).
17. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrag aus Schritt a) einen Gehalt an mehrfach ungesättigten Kohlenwasserstoffen von weniger als 0,001 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Aus- trags, aufweist.17. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the discharge from step a) has a content of polyunsaturated hydrocarbons of less than 0.001 wt .-%, based on the total weight of the contract, has.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass man das eingesetzte, Nickel in oxidierter Form enthaltende Adsorptionsmittel, dessen18. The method according to any one of claims 3 to 17, characterized in that the used, nickel in oxidized form containing adsorbent whose
Adsorptionsvermögen sich infolge des Einsatzes in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 17 verringert hat, im Wesentlichen vollständig dadurch regeneriert, dass man das nickelhaltige Adsorptionsmittel mit einem sauerstoffhaltigen Gas, Luft, Stickoxiden oder einer Mischung davon bei einer Temperatur von min- destens 300 0C behandelt.Has adsorptivity as a result of the use in a method according to claim 3 is reduced to 17, essentially in regenerated completely, that the nickel-containing adsorbent with an oxygen-containing gas, air, nitrogen oxides, or a mixture thereof at a temperature of at least 300 0 C treated.
19. Verwendung eines Nickel in oxidierter Form enthaltenden Adsorptionsmittels, wie in einem der Ansprüche 3 bis 18 definiert, zur Verringerung des Gehalts an mehrfach ungesättigten Kohlenwasserstoffen und/oder Sauerstoff-, Stickstoff-, Schwe- fei-, Phosphor- und/oder Halogen-haltigen Verunreinigungen in einem Kohlenwasserstoffgemisch durch Inkontaktbringen des Kohlenwasserstoffgemischs mit dem Nickel in oxidierter Form enthaltenden Adsorptionsmittel. 19. Use of an adsorbent containing nickel in oxidized form as defined in any one of claims 3 to 18 for reducing the content of polyunsaturated hydrocarbons and / or oxygen, nitrogen, sulfur, phosphorus and / or halogen. containing contaminants in a hydrocarbon mixture by contacting the hydrocarbon mixture with the nickel in oxidized form containing adsorbent.
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