WO2007051851A1 - Method for producing aromatics, in particular benzol, by the aromatisation of non-aromatics using water vapour and the subsequent dealkylation of alkyl-substituted aromatic hydrocarbons using hydrogen - Google Patents

Method for producing aromatics, in particular benzol, by the aromatisation of non-aromatics using water vapour and the subsequent dealkylation of alkyl-substituted aromatic hydrocarbons using hydrogen Download PDF

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WO2007051851A1
WO2007051851A1 PCT/EP2006/068117 EP2006068117W WO2007051851A1 WO 2007051851 A1 WO2007051851 A1 WO 2007051851A1 EP 2006068117 W EP2006068117 W EP 2006068117W WO 2007051851 A1 WO2007051851 A1 WO 2007051851A1
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aromatic hydrocarbons
hydrogen
weight
alkyl
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PCT/EP2006/068117
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Dirk Neumann
Michael Koch
Götz-Peter SCHINDLER
Regina Benfer
Gerd Kaibel
Hans-Günter Wagner
Peter PÄSSLER
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Basf Se
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Definitions

  • the present invention relates to a process for the dealkylation of alkyl-substituted aromatic hydrocarbons, wherein in
  • Step (I) aromatizing non-aromatic hydrocarbons having 6 or more carbon atoms in the presence of water vapor and a catalyst;
  • Step (II) at least a portion of the product stream I obtained in step (I) (reaction product step-l) containing alkyl-substituted aromatic hydrocarbons, with the aid of hydrogen, optionally in the presence of a catalyst, is reacted by dealkylating the alkyl-substituted aromatic hydrocarbons.
  • Aromatic hydrocarbons are widely used in both the petrochemical and chemical industries. Large amounts of aromatic hydrocarbons are needed, for example, as additives for gasoline - to increase the octane number. In the chemical industry, benzene is a key starting material for a variety of organic compounds.
  • Aromatic hydrocarbons obtained by the former method are usually obtained as mixtures and can be added as such to gasoline.
  • steam cracking the aim is to obtain short-chain olefins and aromatic hydrocarbons are obtained as by-products, which are separated by complex separation operations and into the individual components, such as. Benzene, toluene, etc. can be separated.
  • the two processes mentioned have the disadvantage that the aromatic hydrocarbons are coupled with other products.
  • hydrodealkylation is a dealkylation of alkylaromatics in the presence of hydrogen, as described, for example, in Ullman's Encyclopedia of Industrial Chemistry 6th Edition, 2000, electronic release, Chapter 5.3.1 and Industrial Organic Chemistry (K. Weissermel, H. J. Arpe), 5th Edition, 1998, Chapter 12.3.1.
  • Examples of catalytic processes are the Hydeal process (UOP and Ashland OiI Co.), the Detol and / or Pyrotol process (Air Products and Chemicals, Houdry Division) and the Bextol process (Shell). Typically, these processes are carried out at temperatures between 550 and 650 ° C and pressures between 5 and 55 bar with chromium oxide / alumina catalysts, the benzene purity is usually> 99.9%.
  • Examples of thermal processes are the MHC process (Mitsubishi Petrochemical Co.), the HDA process (Arco and Hydrocarbon Research) and the THD process (GuIf OiI).
  • No. 4,158,025 describes a process in which, in a first step, naphtha is reacted in the presence of hydrogen to form aromatic hydrocarbons, then in a second stage a dealkylation is carried out and in a third stage the products obtained are separated.
  • step I aromatization of non-aromatic hydrocarbons having 6 or more carbon atoms in the presence of water vapor and a catalyst
  • step II Hydrodealklitation the thus obtained aromatic hydrocarbons
  • the present invention thus relates to a process for the dealkylation of alkyl-substituted aromatic hydrocarbons, wherein in
  • Step (I) aromatizing non-aromatic hydrocarbons having 6 or more carbon atoms in the presence of water vapor and a catalyst;
  • Step (II) at least a portion of the product stream I obtained in step (I), which contains alkyl-substituted aromatic hydrocarbons, is reacted with the aid of hydrogen, optionally in the presence of a catalyst, by dealkylating the alkyl-substituted aromatic hydrocarbons.
  • non-aromatic hydrocarbons can be aromatized in step (I).
  • the non-aromatic hydrocarbons usually have at least 6 carbon atoms, in particular 6 to 20 carbon atoms.
  • the non-aromatic hydrocarbons are paraffins, naphthenes, or mixtures thereof.
  • the non-aromatic hydrocarbons may also include olefins on a case-by-case basis. The proportion is usually ⁇ 1 wt.%.
  • the feed stream usually used in step (I) generally contains aromatic and non-aromatic hydrocarbons having 6 to 20, preferably 7 to 20, in particular 7 to 12 carbon atoms.
  • the proportion of non-aromatic compounds is at least 1 wt .-%, preferably at least 5 wt .-% and in particular at least 10 wt .-%.
  • the proportion of non-aromatics is from 5 to 80% by weight, preferably from 10 to 50% by weight and in particular from 10 to 30% by weight.
  • the feed contains only non-aromatic hydrocarbons.
  • the BTX cut is a mixture of aromatic and non-aromatic hydrocarbons composed of between 6 and 9 hydrocarbons.
  • typical examples of the non-aromatic hydrocarbons are n-hexane, n-heptane, n-octane, cyclohexane, methylcyclopentane and methylcyclohexyl.
  • the feed stream may contain up to 40% by weight, preferably up to 10% by weight, more preferably up to 2% by weight, of hydrocarbons having 5 and / or 6 carbon atoms.
  • the feed stream of step (I) may contain sulfur containing compounds, e.g. Mercaptans, thiophene, benzothiophene, alkyl-substituted thiophenes and / or benzothiophenes.
  • sulfur containing compounds e.g. Mercaptans, thiophene, benzothiophene, alkyl-substituted thiophenes and / or benzothiophenes.
  • the sulfur content of the feed stream may be up to 100 ppm, usually 10 ppm or less, more preferably 2 ppm or less.
  • the so-called TX cut of a steam cracker is used.
  • the aromatization according to step (I) is usually carried out between 300 and 800.degree. C., preferably between 400 and 700.degree. C., in particular between 500 and 600.degree.
  • the pressure is in this case in a range of 1 to 50 bar, preferably from 3 to 30 bar, in particular from 5 to 25 bar.
  • the LHSV ("Liquid Hourly Space Velocity") of step (I) is usually from 0.1 to 10 parts by volume of feed stream per part by volume of catalyst per hour (l / l "h), preferably from 0.5 to 5 l / l »h, especially at 1 to 3 (l / l» h).
  • the molar ratio of steam / carbon (steam / carbon) of the feed stream used in step (I) is usually from 0.01 to 20, preferably from 0.1 to 15, in particular from 0.2 to 10th
  • catalysts for the aromatization in the presence of water vapor conventional catalysts known to those skilled in the art can be used.
  • numerous catalysts have been proposed which contain a porous support and generally at least one metal deposited on this support. Often, alumina is used as the carrier here.
  • US 4,304,658 describes rhodium supported on alumina.
  • copper may also be supported on the alumina support, as described in US Pat. No. 4,320,240 or chromium and potassium as disclosed in US 4,304,658 or rhenium, copper and optionally potassium as taught in RU 2,193,920.
  • catalysts which contain, on the one hand, mixed carriers containing aluminum oxide and tin oxide, titanium oxide and / or zirconium oxide and, on the other hand, a metal selected from the group chromium, molybdenum and tungsten (US Pat. No. 3,197,523).
  • catalysts which contain a metal of the platinum group on a support.
  • EP 454 022 teaches a carrier which also contains calcium aluminate in addition to zinc aluminate, which leads to an increase in activity and selectivity of the catalyst.
  • catalysts which contain a zirconium oxide-containing support, as well as platinum and tin, are suitable.
  • catalysts (catalyst step-I-Pt / Sn) containing a-1) a zirconia-containing support; b-l) platinum, in particular 0.01 to 5 wt .-%, based on the total weight of
  • the catalyst step I PtySn used contains, as component a-1), a zirconium oxide-containing support.
  • a stabilized zirconia-containing carrier It is also possible to use a stabilized zirconia-containing carrier.
  • Suitable stabilizers are all compounds which are tetragonal or monoclinic Stabilize structure of zirconia.
  • the stabilizers are used which cause and / or stabilize the tetragonal structure of the zirconia.
  • the stabilized zirconia-containing carrier contains cerium, lanthanum and / or silicon, preferably cerium and / or lanthanum.
  • the stabilized zirconium oxide-containing support contains in particular cerium (III) oxide, lanthanum (III) oxide and / or silicon (IV) oxide, preferably cerium (III) oxide and / or lanthanum (III) oxide.
  • the stabilized zirconia-containing carrier usually contains up to 40% by weight, preferably 10 to 30% by weight, especially 15 to 30% by weight, based on the weight of Zirconium oxide, cerium (III) oxide.
  • the stabilized zirconia-containing support usually contains up to 20% by weight, preferably from 2 to 15% by weight, in particular from 5 to 15% by weight, based on the weight of zirconium oxide , Lanthanum (III) oxide.
  • the stabilized zirconium oxide-containing support usually contains up to 10% by weight, preferably 1 to 7% by weight, in particular 2 to 5% by weight, based on the Weight of zirconium oxide, silicon (IV) oxide.
  • the stabilized zirconia-containing carrier usually contains up to 40% by weight, preferably 5 to 30% by weight. %, in particular 10 to 25 wt .-%, based on the weight of zirconium oxide, cerium (III) oxide and usually up to 20 wt .-%, preferably 1 to 15 wt .-%, in particular 2 to 10 wt. -%, based on the weight of zirconium oxide, lanthanum (III) oxide.
  • the zirconia-containing carrier may also contain adjuvants. These are suitable for facilitating the shaping of the zirconia-containing support.
  • Typical auxiliaries are, for example, graphite, waxes, silicon dioxide and aluminum oxide. These adjuvants can either be added by themselves or in the form of their precursors, which convert to the corresponding excipient during calcining. Examples of these are silica precursors, e.g. Tetraalkyl orthosilicates and colloidal silica, as well as alumina precursors, e.g. Boehmite, such as Pural® (Sasol).
  • auxiliaries used are graphite, waxes and aluminum oxides, in particular aluminum oxides.
  • the zirconia-containing carrier can contain up to 40% by weight, based on the total weight of the zirconia-containing carrier, of auxiliaries.
  • the zirconium oxide-containing support comprises from 5 to 40% by weight, preferably from 10 to 35% by weight, based on the total weight of the zirconium oxide support, of auxiliaries.
  • the catalyst step I-Pt / Sn contains as component bl) 0.01 to 5 wt .-%, based on the total weight of the catalyst step-I-Pt / Sn, platinum.
  • the catalyst step-I-Pt / Sn contains 0.1 to 2 wt .-%, preferably 0.3 to 1 wt .-%, based on the total weight of the catalyst step-I, Platinum.
  • the catalyst step-I-Pt / Sn as component c-1) contains from 0.01 to 20% by weight, based on the total weight of the catalyst step-I-Pt / Sn, of tin.
  • the catalyst step-I-Pt / Sn contains 0.5 to 10% by weight, preferably 1 to 5% by weight, based on the total weight of the catalyst-step-I-Pt / Sn, tin ,
  • the weight ratio of tin to platinum is generally at least 1, preferably at least 2, in particular at least 3.
  • the catalyst step I-Pt / Sn as component d-1) contains at least one further promoter.
  • promoters are metals selected from the group of scandium, yttrium, lanthanum, vanadium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium, rhenium, rhodium, iron, ruthenium, cobalt, iridium, nickel, palladium, Copper, silver, gold, zinc, indium, germanium, lead, arsenic, antimony, bismuth, cerium, praseodymium, neodymium and europium, or mixtures thereof.
  • vanadium, chromium, rhenium, iron, nickel, copper or mixtures thereof are used as promoters.
  • vanadium, chromium, copper or mixtures thereof are used.
  • At least one further promoter for example two further promoters, from the above-mentioned group is used.
  • the catalyst step I-Pt / Sn contains 0.01 to 20 wt .-%, preferably 0.1 to 15 wt .-%, in particular 0.5 to 10 wt .-%, based on the total weight of the catalyst step-I-Pt / Sn, another promoter.
  • the catalyst step I-Pt / Sn as component el) contains at least one metal whose metal compound is alkaline, preferably at least one metal oxide which reacts alkaline, in particular at least one oxide of an alkali metal, alkaline earth metal or lanthanum.
  • the alkali metal is preferably potassium or cesium and alkaline earth metal preferably barium into consideration.
  • oxides of potassium or lanthanum are used.
  • a metal compound wherein the metal in question is selected from the group of alkali metals, alkaline earth metals and lanthanum, and which reacts alkaline, preferably a metal oxide, as mentioned above, is used.
  • two metal compounds wherein the metals in question are selected from the group of alkali metals, alkaline earth metals and lanthanum, and which react alkaline, preferably two metal oxides as listed above, are used.
  • the catalyst step I-Pt / Sn contains 0.01 to 20 wt .-%, preferably 0.1 to 15 wt .-%, in particular 0.5 to 10 wt .-%, based on the total weight of the catalyst step-I, at least one metal whose metal compound used is alkaline, preferably this metal compound contains an alkali metal, alkaline earth metal or lanthanum.
  • the catalyst step I-Pt / Sn usually has a BET surface area (determined according to DIN 66131) of up to 500 m 2 / g, preferably from 10 to 300 m 2 / g, in particular from 20 to 200 m 2 / g.
  • the pore volume of the catalyst step I-Pt / Sn (determined by means of Hg porosimetry according to DIN 66133) is 0.1 to 1 ml / g, preferably 0.15 to 0.6 ml / g, in particular at 0.2 to 0.4 ml / g.
  • the zirconia phases of the catalyst step-I-Pt / Sn are tetragonal and / or monoclinic (determined by X-ray diffraction (XRD)).
  • the catalyst step-I-Pt / Sn a-1) contains a zirconia-containing support
  • the catalyst step-I-Pt / Sn al) comprises a zirconia-containing support; bl) from 0.01 to 5% by weight, based on the total weight of the catalyst step I
  • Pt / Sn, tin; e-1) at least one metal whose metal compound is alkaline; wherein the weight ratio of tin to platinum is at least 1.
  • the catalyst step-I-Pt / Sn a-1) comprises a zirconia-containing support; b-1) from 0.01 to 5% by weight, based on the total weight of the catalyst, of step-I-Pt / Sn, platinum; c-1) from 0.01 to 20% by weight, based on the total weight of the catalyst, of step-I-Pt / Sn, tin; d-l) at least one further promoter; e-1) at least one metal whose metal compound is alkaline; wherein the weight ratio of tin to platinum is at least 1.
  • the catalyst step-I-Pt / Sn a-1) comprises a zirconia-containing support consisting essentially of zirconia; b-l) from 0.01 to 5% by weight, based on the total weight of the catalyst step I
  • Pt / Sn, tin; e-1) at least one metal whose metal compound is alkaline; wherein the weight ratio of tin to platinum is at least 1.
  • the catalyst step-I-Pt / Sn a-1) comprises a zirconia-containing support which a1) contains at least one stabilizer; b-l) from 0.01 to 5% by weight, based on the total weight of the catalyst step I
  • Pt / Sn, tin; e-1) at least one metal whose metal compound is alkaline;
  • Weight ratio of tin to platinum is at least 1.
  • Pt / Sn, tin; e-1) at least one metal whose metal compound is alkaline; wherein the weight ratio of tin to platinum is at least 1.
  • the preparation of the catalyst step-I-Pt / Sn can suc conditions by conventional methods.
  • the zirconia-containing support from corresponding compounds which convert to zirconia upon calcining.
  • hydroxides, carbonates and carboxylates are suitable.
  • the zirconium oxide or the corresponding precursor, which is converted into zirconium oxide during calcining can be prepared by methods known per se, such as e.g. by the sol-gel method, by precipitation, dehydration of the corresponding carboxylates, dry mixing, slurrying or spray-drying.
  • the precipitation usually employs soluble zirconium salts, e.g. the corresponding halides, preferably chloride, alkoxides, nitrate, etc., preferably nitrate.
  • Stabilized zirconia-containing supports can i.a. can be prepared by reacting the zirconia described above or the corresponding precursor with soluble salts of the stabilizers, such as. the corresponding halides, preferably chlorides, alkoxides, nitrates, etc., soaks.
  • soluble salts of the stabilizers such as. the corresponding halides, preferably chlorides, alkoxides, nitrates, etc.
  • Suitable soluble salts of the stabilizers are, in turn, generally suitable halides, preferably chlorides, alkoxides, nitrates, etc.
  • the stabilized zirconium oxide-containing support from compounds which convert to zirconium oxide or cerium (III) oxide, lanthanum (III) oxide, silicon (IV) oxide on calcination.
  • compounds which convert to zirconium oxide or cerium (III) oxide, lanthanum (III) oxide, silicon (IV) oxide on calcination.
  • hydroxides, carbonates and carboxylates are suitable. These are for example precipitated together, spray-dried together etc.
  • the zirconia described above, the stabilized zirconia described above or the corresponding precursors can be mixed with auxiliaries which are suitable for facilitating the shaping of the zirconia support. Subsequently, the shaping takes place.
  • auxiliaries which are suitable for facilitating the shaping of the zirconia support. Subsequently, the shaping takes place.
  • strands, tablets, spheres, chippings, monoliths, etc. are prepared by processes known to those skilled in the art.
  • the zirconium oxide described above, the above-described stabilized zirconium oxide or the corresponding precursors, which are optionally mixed with auxiliaries, are calcined. This is usually done with air or a mixture of air and nitrogen, at a temperature of 300 to 800 ° C, preferably at 500 to 600 ° C. It may be advantageous to add water vapor to the air or to the air / nitrogen mixture.
  • the carrier is impregnated with a solution of suitable platinum precursors or suitable tin precursors.
  • the impregnation can be carried out by the incipient-wetness method, wherein the pore volume of the support is filled up with approximately the same volume of impregnating solution and, optionally after ripening, the support is dried; or you work with an excess of solution, the volume of this solution is greater than the pore volume of the carrier.
  • the carrier is mixed with in the impregnating solution and stirred for a sufficient time. Furthermore, it is possible to spray the carrier with a solution of the platinum precursor or of the tin precursor.
  • the order of the impregnations does not matter. But it may also be advantageous to apply the individual precursors in a certain order. It is also possible to impregnate with a solution containing both the platinum and the tin precursor. But also other manufacturing methods known to the person skilled in the art, such as e.g. Precipitation, Chemical Vapor Deposition, Soltränkung etc. are possible.
  • Suitable platinum precursors are platinum salts, i.a. Halides, in particular chloride, nitrate, acetate, alkaline carbonates, formate, oxalate, citrate, tartrate, but also platinum complexes.
  • the latter may contain, as neutral ligands, Lewis bases, such as amines or phosphanes, and as anionic ligands, halides, such as chloride, bromide or nitrate, etc.
  • Suitable tin precursors are tin salts, in particular tin (II) salts, i.a. Halides, especially chloride, sulfate, acetate, formate, oxalate, citrate, tartrate, but also alkali and / or Erdalkalistannate such. Sodium stannate.
  • Catalyst Step-I containing one or more further promoters are prepared by applying the promoter precursor or promoter precursors in analogy to the platinum or tin plating processes.
  • Suitable promoter precursors include halides, in particular chlorides, nitrates, acetates, alkaline carbonates, formates, oxalates, citrates, tartrates, corresponding organometallic compounds, but also promoter complexes.
  • the latter may contain, as ligands, acetylacetonate, amino alcohols, carboxylates, such as oxalates, citrates, etc., or hydroxycarboxylic acid salts, etc.
  • the corresponding promotor precursor can be applied together with the platinum and / or tin precursor. But it is also possible to apply them one after the other. It can also be advantageous to apply the individual precursors in a certain order.
  • the promoter precursors can be applied together or separately. It is also possible to apply the platinum and / or tin precursor together or separately with one or more promoter precursors. In the case of a separate application, it may also be advantageous to apply the individual precursors in a certain order.
  • catalyst step I which contain at least one metal whose metal compound is alkaline
  • the alkaline metal precursor or the alkaline metal precursors are applied analogously to the processes for platinum or tin plating.
  • alkaline metal precursors are usually used compounds which convert to the corresponding oxides during calcining. Suitable for this are hydroxides, carbonates, carboxylates, e.g. Formates, acetates, oxalates, nitrates, hydroxycarbonates etc.
  • the respective precursors can be applied together or separately. In the case of a separate application, it may also be advantageous to apply the individual precursors in a certain order.
  • Coke and / or coke precursors may form at the active sites and in the pores of the catalyst Step-I.
  • Coke is usually high-boiling unsaturated hydrocarbons.
  • Coke precursors are typically low boiling alkenes, alkynes and / or saturated high molecular weight hydrocarbons.
  • the deposition of the coke or coke precursor causes the activity and / or selectivity of the catalyst step-I is adversely affected.
  • the aim of the regeneration is the removal of the coke or coke precursor without adversely affecting the physical properties of the catalyst step-l.
  • the coke precursors can be removed by evaporation in the presence of an intergas at elevated temperature (T> 250 ° C.) and / or hydrogenation in the presence of a hydrogen-containing gas mixture and / or combustion in the presence of an oxygen-containing gas mixture.
  • oxidative regeneration The regeneration of the catalyst step-I can take place in-situ or ex-situ, preference is given to in situ regeneration.
  • the inlet temperature for the oxidative regeneration is usually between 350 and 550 ° C.
  • the oxygen concentration of the oxygen-containing gas mixture is usually between 0.1 and 10% by volume.
  • the pressure is typically between 0.1 and 10 bar.
  • the oxidative regeneration of the catalyst step-I is carried out in the presence of water vapor.
  • the reactors used are generally fixed-bed reactors, tube-bundle reactors or fluid-bed reactors.
  • adiabatic driving usually a fixed bed reactor is used in isothermal driving usually a tube bundle reactor.
  • the reactor autothermally with the supply of air, oxygen or an oxygen-containing gas.
  • the hydrogen formed in the reaction (and / or the hydrocarbons and / or the carbon monoxide formed in the reaction and / or the coke formed in the reaction) is oxygenized with heat generation oxidized.
  • a corresponding oxygen-containing gas is fed into the reactor.
  • the heat is supplied outside the reactor, this is preferably done via a heat exchanger.
  • the heat is generated within the reactor by reacting the hydrogen formed during the aromatization and / or the remaining hydrocarbons and / or the methane formed during the aromatization and / or the coke formed during the aromatization with oxygen.
  • oxygen for this purpose, air, oxygen and / or an oxygen-containing gas are fed into the reactor.
  • Step (I) of the process according to the invention can be carried out in a single reactor. However, it is also possible to carry out the reaction in a plurality of reactors connected in series (reactor cascade), with intermediate heating (s) optionally being inserted between the individual reactors.
  • the autothermal procedure by supplying air, oxygen or an oxygen-containing gas or a reactor cascade with intermediate heaters is particularly useful if the feed stream contains a larger amount of non-aromatic hydrocarbons, especially if their content is> 30 wt .-%.
  • reaction product step I is rich in hydrogen and aromatic hydrocarbons, in particular containing, in addition to benzene, alkyl-substituted aromatic hydrocarbons which usually have 7 to 20 carbon atoms.
  • monoalkyl-substituted aromatic hydrocarbons are, for example, toluene, ethylbenzene or propylbenzene; with multiply alkyl-substituted aromatic hydrocarbons to xylene, mesitylene, etc.
  • alkylated aromatic hydrocarbons with condensed cores such as alkyl-substituted naphthalenes can be included.
  • the reaction product step-I may contain unreacted non-aromatics and aromatics as well as cracking products.
  • reaction product step-I is now - without further separation - directly subjected to step (II), wherein in the reaction product step-I contained alkyl-substituted aromatic hydrocarbons, optionally in the presence of a catalyst, by means of reaction in the reaction step-I obtained hydrogen, be dealkylated.
  • a condensation of the reaction product step-I is carried out and the water, for example by phase separation, separated.
  • the hydrogen-rich gas can be partially or completely separated, or preferably used in step Il. Possibly. it is necessary to meter in hydrogen-containing gas, such as pure hydrogen, in step (II), so that for the Hydrodealklitation the necessary amount of hydrogen is present.
  • step (I) it may be necessary to interpose a densification step between step (I) and step (II) if the hydrodealkyation is carried out at higher pressures than the aromatization.
  • reaction product step-I is completely subjected to step (II).
  • reaction product step-I is subjected to step (II) without compression or relaxation.
  • the two stages are operated at equal pressures.
  • the organic phase which forms during the condensation can be brought to the desired pressure for the hydrodealkyation with the aid of a pump and the gas phase can be brought to the desired pressure with a compressor.
  • the feed stream used in the hydrodealkylation in step (II) as a rule contains at least 50% by weight, preferably at least 80% by weight, particularly preferably at least 90% by weight, of an alkyl-substituted aromatic hydrocarbon or a mixture of these.
  • the hydrodealkyation in step (II) is usually carried out between 400 and 900 ° C., preferably between 500 and 900 ° C.
  • the pressure is in this case in a range of 5 to 100 bar, preferably from 10 to 80 bar, in particular from 20 to 70 bar.
  • the dehydroalkylation can be carried out with or without addition of catalyst. If no catalyst is used, the reaction is carried out in a correspondingly higher temperature range.
  • step (II) of the process according to the invention is carried out in the presence of a catalyst (catalyst step II).
  • a catalyst for this purpose, known in the art Hydrodealkyl istskatalysatoren be used.
  • these are catalysts which contain a porous support and optionally at least one metal deposited on this support.
  • Cr 2 O 3 have, MO 2 O 3, or CoO 2 on supports such as Al 2 O 3, as suited proven (K. Weissermel, HJHarpe, Industrial Organic Chemistry, 4th edition, p 358).
  • zeolite-containing supports US Pat. No. 4,341,622
  • they may contain Co, Ni, Pt and / or Pd (US Pat. No. 5,865,986).
  • catalysts containing a metal of the platinum group, Sn, Ti, Zr Cr, Mo, W (US 3,204,007, US 3,197,523).
  • the reactor autothermally with the supply of air, oxygen or an oxygen-containing gas.
  • the hydrogen formed in the reaction (and / or the hydrocarbons and / or the carbon monoxide formed in the reaction and / or the coke formed in the reaction) is oxidized with oxygen with the generation of heat.
  • a corresponding oxygen-containing gas is fed into the reactor.
  • the introduction of the heat can take place both inside and outside the reactor.
  • the heat is supplied outside the reactor, this is preferably done via a heat exchanger.
  • the heat is generated within the reactor by reacting the hydrogen formed in the dealkylation and / or the remaining hydrocarbons and / or the carbon monoxide formed during the dealkylation and / or the coke formed in the dealkylation with oxygen.
  • oxygen for this purpose, air, oxygen and / or an oxygen-containing gas are fed into the reactor.
  • coke and / or coke precursors may form at the active sites and in the pores of the catalyst step-II.
  • Coke is usually high-boiling unsaturated Hydrocarbons.
  • Coke precursors are typically low boiling alkenes, alkynes and / or saturated high molecular weight hydrocarbons.
  • the deposition of the coke or the coke precursor causes the activity and / or selectivity of the catalyst step-II is adversely affected. In order to guarantee an optimal driving style, there is therefore the need to regenerate the catalyst at regular intervals.
  • the aim of the regeneration is the removal of the coke or coke precursor, without adversely affecting the physical properties of the catalyst step II.
  • the coke precursors can be removed by evaporation in the presence of an intergas at elevated temperature (T> 250 ° C.) and / or hydrogenation in the presence of a hydrogen-containing gas mixture and / or combustion in the presence of an oxygen-containing gas mixture.
  • the regeneration of the catalyst can be carried out in-situ or ex-situ, preference is given to in situ regeneration.
  • the inlet temperature for the oxidative regeneration is usually between 350 and 550 ° C.
  • the oxygen concentration of the oxygen-containing gas mixture is usually between 0.1 and 10% by volume.
  • the pressure is typically between 0.1 and 10 bar.
  • the oxidative regeneration of the catalyst step II is carried out in the presence of water vapor.
  • reaction product step H is rich in methane, optionally lower alkanes, e.g. Ethane, and dealkylated aromatic hydrocarbons, especially benzene. Furthermore, it optionally contains excess hydrogen.
  • the dealkylated aromatic hydrocarbons formed are separated by conventional methods.
  • the reaction product step II is relaxed and cooled. It is expedient to integrate the released heat in the process (heat combination), for example, the Feed stream to the reaction step I or other heated streams (eg evaporator of the column) to heat. Upon cooling, a gas phase rich in methane and optionally hydrogen, and a liquid phase is formed.
  • the gas phase may e.g. be worked up in a coldbox and so the hydrogen are separated. It is also possible that the hydrogen is e.g. is separated by pressure swing adsorption (PSA).
  • PSA pressure swing adsorption
  • the hydrogen is recycled back into the process, preferably in step (II). However, it is also possible for the gas phase per se to be returned to the process, preferably step (II).
  • the liquid phase formed during the cooling which contains the dealkylated aromatic hydrocarbon, preferably benzene, and excess water (if used without intermediate condensation) of the process, is fed to a phase separator and the organic phase is separated from the water phase.
  • the organic phase containing the dealkylated aromatic hydrocarbon, preferably benzene may be further purified, for example by distillation. The products obtained in the distillation may optionally be recycled to steps (I) and / or (II).
  • benzene and optionally impurities are removed overhead and C7 + hydrocarbons via the bottom in a distillation column.
  • the C7 + mixture is recycled either in step (I) (if non-aromatic hydrocarbons are still present) or step (II) (if no or only a small amount of non-aromatic hydrocarbons are present).
  • the benzene fraction can be passed to a further distillation column in which the dissolved water and the low boilers are passed overhead via azeotropic distillation Reinbenzol be separated via sump.
  • the columns are designed as columns with side draw or as a dividing wall column.
  • step (I) and / or step (II) units for reducing the olefin and sulfur content are incorporated into the process.
  • method steps according to the prior art are used.
  • step (I) makes it possible to produce benzene in high purity without the need for complicated extractive distillations.
  • step (I) by coupling steps (I) and (II), the hydrogen to be externally supplied to the system is reduced compared to a normal hydrodealing, since the hydrogen produced in step (I) is used immediately in step (II) can be.

Abstract

The invention relates to a method for the dealkylation of alkyl-substituted aromatic hydrocarbons. According to said method, in step (I), non-aromatic hydrocarbons comprising 6 or more carbon atoms are aromatised in the presence of water vapour and a catalyst and in step (II) at least part of the product stream obtained in step (I), said stream containing alkyl-substituted aromatic hydrocarbons, is converted with the aid of hydrogen, optionally in the presence of a catalyst, dealkylating the alkyl-substituted aromatic hydrocarbons.

Description

Verfahren zur Herstellung von Aromaten, insbesondere Benzol, durch Aromatisierung von Nichtaromaten mit Wasserdampf und anschließende Dealkylierung von Alkyl- substiuierten aromatischen Kohlenwasserstoffen mit WasserstoffProcess for the preparation of aromatics, in particular benzene, by aromatization of non-aromatics with water vapor and subsequent dealkylation of alkyl-substituted aromatic hydrocarbons with hydrogen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dealkylierung von Alkyl-substi- tuierten aromatischen Kohlenwasserstoffen, wobei inThe present invention relates to a process for the dealkylation of alkyl-substituted aromatic hydrocarbons, wherein in
Schritt (I) nichtaromatische Kohlenwasserstoffe mit 6 oder mehr Kohlenstoffatomen in Gegenwart von Wasserdampf und eines Katalysators aromatisiert werden; und inStep (I) aromatizing non-aromatic hydrocarbons having 6 or more carbon atoms in the presence of water vapor and a catalyst; and in
Schritt (II) wenigstens ein Teil des in Schritt (I) erhaltenen Produktstroms I (Reakti- onsprodukt-Schritt-l), welcher Alkyl-substituierte aromatische Kohlenwasserstoffe enthält, mit Hilfe von Wasserstoff, ggf. in Gegenwart eines Kataly- sators, umgesetzt wird, indem die Alkyl-substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffe dealkyliert werden.Step (II) at least a portion of the product stream I obtained in step (I) (reaction product step-l) containing alkyl-substituted aromatic hydrocarbons, with the aid of hydrogen, optionally in the presence of a catalyst, is reacted by dealkylating the alkyl-substituted aromatic hydrocarbons.
Aromatische Kohlenwasserstoffe finden sowohl in der petrochemischen wie auch in der chemischen Industrie eine breite Anwendung. Große Mengen an aromatischen Koh- lenwasserstoffen werden beispielsweise als Zusatzstoffe für Benzin - zur Erhöhung der Octanzahl - benötigt. In der chemischen Industrie stellt Benzol ein zentrales Edukt für eine Vielzahl von organischen Verbindungen dar.Aromatic hydrocarbons are widely used in both the petrochemical and chemical industries. Large amounts of aromatic hydrocarbons are needed, for example, as additives for gasoline - to increase the octane number. In the chemical industry, benzene is a key starting material for a variety of organic compounds.
Die Herstellung von aromatischen Kohlenwasserstoffen erfolgt vorwiegend durch Naphtha-Reforming sowie durch Steam-Cracking. Nach dem erstgenannten Verfahren gewonnene aromatische Kohlenwasserstoffe werden in der Regel als Gemische erhalten und können als solche zu Benzin zugesetzt werden. Beim Steam-Cracking ist es das Ziel kurzkettige Olefine zu erhalten und aromatische Kohlenwasserstoffe werden hierbei als Nebenprodukte erhalten, die durch aufwendige Trennoperationen abge- trennt und in die einzelnen Komponenten, wie z.B. Benzol, Toluol etc. aufgetrennt werden können. Die beiden genannten Verfahren haben den Nachteil, dass die aromatischen Kohlenwasserstoffe gekoppelt mit anderen Produkten anfallen.The production of aromatic hydrocarbons takes place mainly by naphtha reforming and by steam cracking. Aromatic hydrocarbons obtained by the former method are usually obtained as mixtures and can be added as such to gasoline. In steam cracking, the aim is to obtain short-chain olefins and aromatic hydrocarbons are obtained as by-products, which are separated by complex separation operations and into the individual components, such as. Benzene, toluene, etc. can be separated. The two processes mentioned have the disadvantage that the aromatic hydrocarbons are coupled with other products.
Um den Bedarf an Benzol abzudecken wurden Prozesse entwickelt, welche es erlau- ben Alkyl-substituierte aromatische Kohlenwasserstoffe, insbesondere Toluol, zu deal- kylieren. Somit kann beispielsweise Benzol unabhängig produziert werden und zusätzliche Mengen an Benzol bereitgestellt bzw. an die Marktbedürfnisse angepasst produziert werden. Technisch realisiert wurde bisher die sogenannte Hydrodealkylierung. Bei der Hydrodealkylierung handelt es sich um eine Dealkylierung von Alkylaromaten in Gegenwart von Wasserstoff wie beispielsweise beschrieben in Ullman's Encyclope- dia of Industrial Chemistry 6th Edition, 2000, electronic release, Chapter 5.3.1 und Industrielle Organische Chemie (K. Weissermel, H.-J. Arpe), 5. Ausgabe, 1998, Kapitel 12.3.1. Man unterscheidet zwischen eine katalytischen und eine thermischen Hydrodealkylierung. Beispiele für katalytische Verfahren sind das Hydeal-Verfahren (UOP und Ashland OiI Co.), das Detol- und/oder Pyrotol-Verfahren (Air Products and Chemicals, Houdry Division) und das Bextol-Verfahren (Shell). Typischerweise werden diese Verfahren bei Temperaturen zwischen 550 und 650°C und Drucken zwischen 5 und 55 bar mit Katalysatoren auf Basis Chromoxid/Aluminiumoxid durchgeführt, die Benzolreinheit liegt üblicherweise bei > 99,9%. Beispiele für thermische Verfahren sind das MHC-Verfahren (Mitsubishi Petrochemical Co.), das HDA-Verfahren (Arco und Hydro- carbon Research) und das THD-Verfahren (GuIf OiI).In order to meet the demand for benzene, processes have been developed which allow dealkylation of alkyl-substituted aromatic hydrocarbons, in particular toluene. Thus, for example, benzene can be produced independently and additional amounts of benzene can be provided or produced adapted to market needs. So far, the so-called hydrodealkylation has been technically realized. The hydrodealkylation is a dealkylation of alkylaromatics in the presence of hydrogen, as described, for example, in Ullman's Encyclopedia of Industrial Chemistry 6th Edition, 2000, electronic release, Chapter 5.3.1 and Industrial Organic Chemistry (K. Weissermel, H. J. Arpe), 5th Edition, 1998, Chapter 12.3.1. A distinction is made between a catalytic and a thermal hydrodealkylation. Examples of catalytic processes are the Hydeal process (UOP and Ashland OiI Co.), the Detol and / or Pyrotol process (Air Products and Chemicals, Houdry Division) and the Bextol process (Shell). Typically, these processes are carried out at temperatures between 550 and 650 ° C and pressures between 5 and 55 bar with chromium oxide / alumina catalysts, the benzene purity is usually> 99.9%. Examples of thermal processes are the MHC process (Mitsubishi Petrochemical Co.), the HDA process (Arco and Hydrocarbon Research) and the THD process (GuIf OiI).
In einzelnen Fällen werden auch gekoppelte Verfahren aus Naphtha-reforming und Hydrodealklierung beschrieben. Beispielsweise schlagen S.A. Tabak et al. in US 4,341 ,622 vor, schweres Naphtha zu reformieren und das so erhaltene schwere Raffinat in Gegenwart eines sauren Katalysators zu hydrodealkylieren. Dieses Prinzip wird in US 5,865,986 und US 2003/0038058 aufgegriffen, wobei das Reformieren Naphthas jeweils an mehreren Katalysatorbetten erfolgt und wobei für die Hydrodealkylierung ein Co-, Ni-, Pt-, oder Pd-haltiger Katalysator (US 5,865,986) bzw. bevorzugt ein ZSM-5- haltiger Katalysator (US 2003/0038058) verwendet wird.In some cases coupled processes of naphtha reforming and hydrodealing are described. For example, S.A. Tobacco et al. in US 4,341,622 to reform heavy naphtha and hydrodealkylate the resulting heavy raffinate in the presence of an acidic catalyst. This principle is taken up in US 5,865,986 and US 2003/0038058, wherein the reforming naphtha takes place in each case on a plurality of catalyst beds and wherein for the hydrodealkylation a Co, Ni, Pt, or Pd-containing catalyst (US 5,865,986) or preferably a ZSM-5-containing catalyst (US 2003/0038058) is used.
In US 4,158,025 wird ein Verfahren beschrieben, wobei in einem ersten Schritt Naph- tha in Gegenwart von Wasserstoff zu aromatischen Kohlenwasserstoffen umgesetzt wird, dann in einer zweiten Stufe eine Dealkylierung durchgeführt wird und in einer dritten Stufe die erhaltenen Produkte aufgetrennt werden.No. 4,158,025 describes a process in which, in a first step, naphtha is reacted in the presence of hydrogen to form aromatic hydrocarbons, then in a second stage a dealkylation is carried out and in a third stage the products obtained are separated.
Da insbesondere beim Naphtha-Reforming als auch bei der Hydrodealkylierung ein Überschuss an Wasserstoff eingesetzt werden muss, werden hohe Anforderungen an das Wasserstoffrecycling, d.h. insbesondere an das Abtrennen des Wasserstoffs aus dem entstehenden Produktgasgemisch gestellt. Als Methode, die hierfür angewendet wird, sei die Coldbox-Technologie genannt.Since an excess of hydrogen has to be used in particular in naphtha reforming as well as in hydrodealkylation, high demands are placed on hydrogen recycling, i. in particular to the separation of the hydrogen from the resulting product gas mixture. The method used for this is called coldbox technology.
Trotz dieser Fortschritte besteht weiterhin ein Bedarf, alternative Verfahren zur Darstellung von dealkylierten aromatischen Verbindungen, insbesondere von Benzol, bereitzustellen.Despite these advances, there remains a need to provide alternative methods of preparing dealkylated aromatic compounds, particularly benzene.
Es wurde nun gefunden, dass eine Aromatisierung von nichtaromatischen Kohlenwas- serstoffen mit 6 oder mehr Kohlenstoffatomen in Gegenwart von Wasserdampf und eines Katalysators (Schritt I), mit einer Hydrodealklierung der so erhaltenen aromatischen Kohlenwasserstoffe (Schritt II), kombiniert werden kann und so Benzol bzw. dealkylierte aromatische Kohlenwasserstoffe in hohen Ausbeuten mit hoher Reinheit hergestellt werden können.It has now been found that aromatization of non-aromatic hydrocarbons having 6 or more carbon atoms in the presence of water vapor and a catalyst (step I) can be combined with a Hydrodealklierung the thus obtained aromatic hydrocarbons (step II), and so benzene or dealkylated aromatic hydrocarbons can be prepared in high yields with high purity.
Die vorliegende Erfindung betrifft also ein Verfahren zur Dealkylierung von Alkyl- substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffen, wobei inThe present invention thus relates to a process for the dealkylation of alkyl-substituted aromatic hydrocarbons, wherein in
Schritt (I) nichtaromatische Kohlenwasserstoffe mit 6 oder mehr Kohlenstoffatomen in Gegenwart von Wasserdampf und eines Katalysators aromatisiert wer- den; und inStep (I) aromatizing non-aromatic hydrocarbons having 6 or more carbon atoms in the presence of water vapor and a catalyst; and in
Schritt (II) wenigstens ein Teil des in Schritt (I) erhaltenen Produktstroms I, welcher Alkyl-substituierte aromatische Kohlenwasserstoffe enthält, mit Hilfe von Wasserstoff, ggf. in Gegenwart eines Katalysators, umgesetzt wird, indem die Alkyl-substituierten aromatische Kohlenwasserstoffe dealkyliert werden.Step (II) at least a portion of the product stream I obtained in step (I), which contains alkyl-substituted aromatic hydrocarbons, is reacted with the aid of hydrogen, optionally in the presence of a catalyst, by dealkylating the alkyl-substituted aromatic hydrocarbons.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren können in Schritt (I) nichtaromatische Kohlenwasserstoffe aromatisiert werden. Die nichtaromatischen Kohlenwasserstoffe haben üblicherweise mindestens 6 Kohlenstoffatome, insbesondere 6 bis 20 Kohlenstoffato- me. Bei den nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen handelt es sich um Paraffine, Naphthene, oder Gemische hiervon. Weiterhin können die nichtaromatischen Kohlenwasserstoffe von Fall zu Fall auch Olefine umfassen. Der Anteil liegt in der Regel < 1 Gew.% .According to the process of the invention, non-aromatic hydrocarbons can be aromatized in step (I). The non-aromatic hydrocarbons usually have at least 6 carbon atoms, in particular 6 to 20 carbon atoms. The non-aromatic hydrocarbons are paraffins, naphthenes, or mixtures thereof. Furthermore, the non-aromatic hydrocarbons may also include olefins on a case-by-case basis. The proportion is usually <1 wt.%.
Der üblicherweise in Schritt (I) eingesetzte Feedstrom enthält in der Regel aromatische und nichtaromatische Kohlenwasserstoffe mit 6 bis 20, vorzugsweise mit 7 bis 20, insbesondere mit 7 bis 12 Kohlenstoffatomen. Üblicherweise liegt der Anteil an nichtaromatischen Verbindungen (Paraffine, Naphthene und ggf. Olefine) bei mindestens 1 Gew.-%, vorzugsweise bei mindestens 5 Gew.-% und insbesondere bei mindestens 10 Gew.-%. In einer weiteren Ausgestaltungsform liegt der Anteil der Nichtaromaten bei 5 bis 80 Gew.%, vorzugsweise bei 10 bis 50 Gew.% und insbesondere bei 10 bis 30 Gew.%. In einer weiteren Ausgestaltungsform ist es auch möglich, dass der Feed nur nichtaromatische Kohlenwasserstoffe enthält.The feed stream usually used in step (I) generally contains aromatic and non-aromatic hydrocarbons having 6 to 20, preferably 7 to 20, in particular 7 to 12 carbon atoms. Usually, the proportion of non-aromatic compounds (paraffins, naphthenes and optionally olefins) is at least 1 wt .-%, preferably at least 5 wt .-% and in particular at least 10 wt .-%. In a further embodiment, the proportion of non-aromatics is from 5 to 80% by weight, preferably from 10 to 50% by weight and in particular from 10 to 30% by weight. In a further embodiment, it is also possible that the feed contains only non-aromatic hydrocarbons.
In einer weiteren Ausführungsform kann als Feed-Strom auch der sogenannte BTX- Schnitt, der beim Steam-Cracken erhalten wird, eingesetzt werden.In a further embodiment, the so-called BTX cut, which is obtained in steam cracking, can also be used as the feed stream.
Bei der BTX-Schnitt handelt es sich um ein Gemisch aus aromatischen und nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen aufgebaut aus zwischen 6 und 9 Kohlenwasser- stoffe. Typische Beispiele für die aromatischen Kohlenwasserstoffe sind Benzol, Toluol und XyIoIe (= BTX), typische Beispiele für die nicht-aromatischen Kohlenwasserstoffe sind n-Hexan, n-Heptan, n-Octan, Cyclohexan, Methylcyclopentan und Methylcyclohe- xan.The BTX cut is a mixture of aromatic and non-aromatic hydrocarbons composed of between 6 and 9 hydrocarbons. Typical examples of the aromatic hydrocarbons are benzene, toluene and xylene (= BTX), typical examples of the non-aromatic hydrocarbons are n-hexane, n-heptane, n-octane, cyclohexane, methylcyclopentane and methylcyclohexyl.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Feed-Strom bis zu 40 Gew.-%, bevorzugt bis zu 10 Gew.-%, besonderes bevorzugt bis zu 2 Gew.-% an Kohlenwasserstoffen mit 5 und/oder 6 Kohlenstoffatomen enthalten.In a further embodiment, the feed stream may contain up to 40% by weight, preferably up to 10% by weight, more preferably up to 2% by weight, of hydrocarbons having 5 and / or 6 carbon atoms.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Feed-Strom von Schritt (I) schwefelhaltige Verbindungen, wie z.B. Mercaptane, Thiophen, Benzothiophen, Alkyl-substituierte Thi- ophene und/oder Benzothiophene, enthalten. Typischerweise kann der Schwefelgehalt des Feed-Stroms bis zu 100 ppm betragen, üblicherweise liegt er bei 10 ppm oder weniger, insbesondere bei 2 ppm oder weniger.In a further embodiment, the feed stream of step (I) may contain sulfur containing compounds, e.g. Mercaptans, thiophene, benzothiophene, alkyl-substituted thiophenes and / or benzothiophenes. Typically, the sulfur content of the feed stream may be up to 100 ppm, usually 10 ppm or less, more preferably 2 ppm or less.
In einer besonderen Ausführungsform wird der sogenannte TX-Schnitt eines Steam- Crackers verwendet.In a particular embodiment, the so-called TX cut of a steam cracker is used.
Die Aromatisierung gemäß Schritt (I) wird üblicherweise zwischen 300 und 800°C, vorzugsweise zwischen 400 bis 700°C, insbesondere zwischen 500 und 600°C durchge- führt. Der Druck liegt hierbei in einem Bereich von 1 bis 50 bar, vorzugsweise von 3 bis 30 bar, insbesondere von 5 bis 25 bar.The aromatization according to step (I) is usually carried out between 300 and 800.degree. C., preferably between 400 and 700.degree. C., in particular between 500 and 600.degree. The pressure is in this case in a range of 1 to 50 bar, preferably from 3 to 30 bar, in particular from 5 to 25 bar.
Die LHSV ("Liquid Hourly Space Velocity") des Schrittes (I) liegt in der Regel bei 0,1 bis 10 Volumenteil Feed-Strom pro Volumenteil Katalysator und Stunde (l/l«h), vor- zugsweise bei 0,5 bis 5 l/l»h, insbesondere bei 1 bis 3 (l/l»h).The LHSV ("Liquid Hourly Space Velocity") of step (I) is usually from 0.1 to 10 parts by volume of feed stream per part by volume of catalyst per hour (l / l "h), preferably from 0.5 to 5 l / l »h, especially at 1 to 3 (l / l» h).
Das Molverhältnis von Wasserdampf/Kohlenstoff (steam/carbon) des Feed-Stroms, das in Schritt (I) eingesetzt wird, liegt in der Regel bei 0,01 bis 20, vorzugsweise bei 0,1 bis 15, insbesondere bei 0,2 bis 10.The molar ratio of steam / carbon (steam / carbon) of the feed stream used in step (I) is usually from 0.01 to 20, preferably from 0.1 to 15, in particular from 0.2 to 10th
Als Katalysatoren für die Aromatisierung in Gegenwart von Wasserdampf (Katalysator- Schritt-I) können übliche dem Fachmann hierfür bekannte Katalysatoren verwendet werden. Zur Aromatisierung von nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen in Gegenwart von Wasserdampf sind zahlreiche Katalysatoren vorgeschlagen worden, welche einen porösen Träger und in der Regel mindestens ein auf diesen Träger aufgebrachtes Me tall enthalten. Häufig wird hierbei Aluminiumoxid als Träger verwendet.As catalysts for the aromatization in the presence of water vapor (catalyst step-I) conventional catalysts known to those skilled in the art can be used. For the aromatization of non-aromatic hydrocarbons in the presence of water vapor, numerous catalysts have been proposed which contain a porous support and generally at least one metal deposited on this support. Often, alumina is used as the carrier here.
So beschreibt US 4,304,658 auf Aluminiumoxid geträgertes Rhodium. Neben Rhodium kann auf dem Aluminiumoxid-Träger auch Kupfer, wie in US 4,320, 240 beschrieben wird, oder Chrom und Kalium, wie dies in US 4,304,658 offenbart wird, oder Rhenium, Kupfer und ggf. Kalium, wie dies in RU 2 193 920 gelehrt wird, aufgetragen werden.Thus, US 4,304,658 describes rhodium supported on alumina. In addition to rhodium, copper may also be supported on the alumina support, as described in US Pat. No. 4,320,240 or chromium and potassium as disclosed in US 4,304,658 or rhenium, copper and optionally potassium as taught in RU 2,193,920.
Weiterhin ist bekannt, dass mit den in DE 196 16 736 offenbarten Katalysatoren, die mindestens ein Element ausgewählt aus den Elementen der Gruppe VIII des Periodensystems und/oder Rhenium und/oder Zinn, auf einem Titanoxid- oder Zirkonoxid- Träger enthalten, aus paraffinischen/naphthenischen Kohlenwasserstoffströmen aromatische Kohlenwasserstoffe erzeugt werden können.Furthermore, it is known that with the catalysts disclosed in DE 196 16 736, which contain at least one element selected from the elements of group VIII of the Periodic Table and / or rhenium and / or tin on a titania or zirconia support, from paraffinic / naphthenic hydrocarbon streams aromatic hydrocarbons can be produced.
Ebenso können Katalysatoren verwendet werden, die zum einen gemischte Träger, enthaltend Aluminiumoxid, und Zinnoxid, Titanoxid und/oder Zirkonoxid, und zum anderen ein Metall ausgewählt aus der Gruppe Chrom, Molybdän und Wolfram, enthalten (US 3,197,523). Ebenso werden Katalysatoren eingesetzt, welche ein Metall der Platingruppe auf einem Träger enthalten.It is likewise possible to use catalysts which contain, on the one hand, mixed carriers containing aluminum oxide and tin oxide, titanium oxide and / or zirconium oxide and, on the other hand, a metal selected from the group chromium, molybdenum and tungsten (US Pat. No. 3,197,523). Likewise catalysts are used which contain a metal of the platinum group on a support.
Es können aber auch Aluminium-Spinelle als Träger für die entsprechenden Katalysatoren verwendet werden. So lehrt EP 454 022, einen Träger, der neben Zinkaluminat auch Calciumaluminat enthält, was zu einer Aktivitäts- und Selektivitätssteigerung des Katalysators führt.However, it is also possible to use aluminum spinels as supports for the corresponding catalysts. Thus, EP 454 022 teaches a carrier which also contains calcium aluminate in addition to zinc aluminate, which leads to an increase in activity and selectivity of the catalyst.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform eignen sich Katalysatoren, die einen Zirkon- oxid-enthaltenden Träger, sowie Platin und Zinn, enthalten.In a preferred embodiment, catalysts which contain a zirconium oxide-containing support, as well as platinum and tin, are suitable.
Insbesondere werden Katalysatoren (Katalysator-Schritt-I-Pt/Sn) verwendet, die a-l) einen Zirkonoxid-enthaltendenTräger; b-l) Platin, insbesondere 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht desIn particular, there are used catalysts (catalyst step-I-Pt / Sn) containing a-1) a zirconia-containing support; b-l) platinum, in particular 0.01 to 5 wt .-%, based on the total weight of
Katalysators; c-l) Zinn, insbesondere 0,01 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht descatalyst; c-l) tin, in particular 0.01 to 20 wt .-%, based on the total weight of
Katalysators; wobei das Gewichtsverhältnis von Zinn zu Platin mindestens 1 ist, enthalten.catalyst; wherein the weight ratio of tin to platinum is at least 1.
Der verwendete Katalysator-Schritt-I- PtySn enthält als Komponente a-l) einen Zirkon- oxid-enthaltenden Träger.The catalyst step I PtySn used contains, as component a-1), a zirconium oxide-containing support.
Dieser kann im Wesentlichen aus Zirkonoxid bestehen. (Handelsübliches Zirkonoxid enthält Verunreinigungen, die im Bereich von weniger als 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Handelsware, liegen.)This can consist essentially of zirconium oxide. (Commercial zirconia contains impurities that are in the range of less than 1% by weight based on the total weight of the merchandise.)
Es ist auch möglich einen stabilisierten Zirkonoxid-enthaltenden Träger zu verwenden. Als Stabilisatoren eignen sich alle Verbindungen, die die tetragonale oder monokline Struktur des Zirkonoxids stabilisieren. Insbesondere werden die Stabilisatoren verwendet, die die tetragonale Struktur des Zirkonoxids hervorrufen und/oder stabilisieren. Vorzugsweise enthält der stabilisierte Zirkonoxid-enthaltende Träger Cer, Lanthan und/oder Silizium, vorzugsweise Cer und/oder Lanthan. In einer weiteren Ausgestal- tungsform enthält der stabilisierte Zirkonoxid-enthaltende Träger insbesondere Cer(lll)oxid, Lanthan(lll)oxid und/oder Silzium(IV)oxid, vorzugsweise Cer(lll)oxid und/oder Lanthan(lll)oxid. Es können ein oder mehrere Stabilisatoren eingesetzt werden. Wird Cer(lll)oxid als Stabilisator verwendet, so enthält der stabilisierte Zirkonoxid- enthaltende Träger üblicherweise bis zu 40 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-%, insbesondere 15 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht von Zirkonoxid, Cer(lll)oxid. Im Fall des Lanthan(lll)oxid enthält der stabilisierte Zirkonoxid-enthaltende Träger in der Regel bis zu 20 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 15 Gew.-%, insbesondere 5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht von Zirkonoxid, Lanthan(lll)oxid. Wird Silizi- um(IV)oxid als Stabilisator verwendet, so enthält der stabilisierte Zirkonoxid- enthaltende Träger üblicherweise bis zu 10 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 7 Gew.-%, insbesondere 2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht von Zirkonoxid, Silizi- um(IV)oxid. Und für den Fall, dass sowohl Cer(lll)oxid als auch Lanthan(lll)oxid als Stabilisatoren eingesetzt werden, so enthält der stabilisierte Zirkonoxid-enthaltende Träger in der Regel bis zu 40 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-%, insbesondere 10 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht von Zirkonoxid, Cer(lll)oxid und in der Regel bis zu 20 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 15 Gew.-%, insbesondere 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht von Zirkonoxid, Lanthan(lll)oxid.It is also possible to use a stabilized zirconia-containing carrier. Suitable stabilizers are all compounds which are tetragonal or monoclinic Stabilize structure of zirconia. In particular, the stabilizers are used which cause and / or stabilize the tetragonal structure of the zirconia. Preferably, the stabilized zirconia-containing carrier contains cerium, lanthanum and / or silicon, preferably cerium and / or lanthanum. In a further embodiment, the stabilized zirconium oxide-containing support contains in particular cerium (III) oxide, lanthanum (III) oxide and / or silicon (IV) oxide, preferably cerium (III) oxide and / or lanthanum (III) oxide. One or more stabilizers can be used. When cerium (III) oxide is used as a stabilizer, the stabilized zirconia-containing carrier usually contains up to 40% by weight, preferably 10 to 30% by weight, especially 15 to 30% by weight, based on the weight of Zirconium oxide, cerium (III) oxide. In the case of the lanthanum (III) oxide, the stabilized zirconia-containing support usually contains up to 20% by weight, preferably from 2 to 15% by weight, in particular from 5 to 15% by weight, based on the weight of zirconium oxide , Lanthanum (III) oxide. If silicon (IV) oxide is used as stabilizer, the stabilized zirconium oxide-containing support usually contains up to 10% by weight, preferably 1 to 7% by weight, in particular 2 to 5% by weight, based on the Weight of zirconium oxide, silicon (IV) oxide. And in the event that both cerium (III) oxide and lanthanum (III) oxide are used as stabilizers, the stabilized zirconia-containing carrier usually contains up to 40% by weight, preferably 5 to 30% by weight. %, in particular 10 to 25 wt .-%, based on the weight of zirconium oxide, cerium (III) oxide and usually up to 20 wt .-%, preferably 1 to 15 wt .-%, in particular 2 to 10 wt. -%, based on the weight of zirconium oxide, lanthanum (III) oxide.
Weiterhin kann der Zirkonoxid-enthaltende Träger auch Hilfsmittel enthalten. Diese sind geeignet die Formgebung des Zirkonoxid-enthaltenden Trägers zu erleichtern. Übliche Hilfsmittel sind beispielsweise Graphit, Wachse, Siliziumdioxid und Aluminiumoxid. Diese Hilfsmittel können entweder selbst zugesetzt werden oder in Form ihrer Precursoren, die sich beim Calcinieren in den entsprechenden Hilfsstoff umwandeln. Beispiele hierfür sind Siliziumdioxid-Precursoren, wie z.B. Tetraalkylorthosilikate und kolloidale Silica, sowie Aluminiumoxid-Precursoren, z.B. Boehmite, wie Pural ® (Fa. Sasol). Vorzugsweise werden als Hilfsmittel Graphit, Wachse und Aluminiumoxide, insbesondere Aluminiumoxide eingesetzt.Furthermore, the zirconia-containing carrier may also contain adjuvants. These are suitable for facilitating the shaping of the zirconia-containing support. Typical auxiliaries are, for example, graphite, waxes, silicon dioxide and aluminum oxide. These adjuvants can either be added by themselves or in the form of their precursors, which convert to the corresponding excipient during calcining. Examples of these are silica precursors, e.g. Tetraalkyl orthosilicates and colloidal silica, as well as alumina precursors, e.g. Boehmite, such as Pural® (Sasol). Preferably, auxiliaries used are graphite, waxes and aluminum oxides, in particular aluminum oxides.
Der Zirkonoxid-enthaltende Träger kann bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Zirkonoxid-enthaltenden Trägers, an Hilfsmittel enthalten. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Zirkonoxid-enthaltende Träger 5 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 35 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Zirkonoxid- Trägers, an Hilfsmittel. Der Katalysator-Schritt-I- Pt/Sn enthält als Komponente b-l) 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators-Schritt-I-Pt/Sn, Platin. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Katalysator-Schritt-I-Pt/Sn 0,1 bis 2 Gew.-%, vor- 10 zugsweise 0,3 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators- Schritt-I, Platin.The zirconia-containing carrier can contain up to 40% by weight, based on the total weight of the zirconia-containing carrier, of auxiliaries. In a preferred embodiment, the zirconium oxide-containing support comprises from 5 to 40% by weight, preferably from 10 to 35% by weight, based on the total weight of the zirconium oxide support, of auxiliaries. The catalyst step I-Pt / Sn contains as component bl) 0.01 to 5 wt .-%, based on the total weight of the catalyst step-I-Pt / Sn, platinum. In a preferred embodiment, the catalyst step-I-Pt / Sn contains 0.1 to 2 wt .-%, preferably 0.3 to 1 wt .-%, based on the total weight of the catalyst step-I, Platinum.
Weiterhin enthält der Katalysator-Schritt-I-Pt/Sn als Komponente c-l) 0,01 bis 20 Gew.- %, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators-Schritt-I-Pt/Sn, Zinn. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Katalysator-Schritt-I-Pt/Sn 0,5 bis 10 Gew.- %, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators- Schritt-I-Pt/Sn, Zinn.Furthermore, the catalyst step-I-Pt / Sn as component c-1) contains from 0.01 to 20% by weight, based on the total weight of the catalyst step-I-Pt / Sn, of tin. In a preferred embodiment, the catalyst step-I-Pt / Sn contains 0.5 to 10% by weight, preferably 1 to 5% by weight, based on the total weight of the catalyst-step-I-Pt / Sn, tin ,
Das Gewichtsverhältnis von Zinn zu Platin beträgt in der Regel mindestens 1 , vorzugsweise mindestens 2, insbesondere mindestens 3.The weight ratio of tin to platinum is generally at least 1, preferably at least 2, in particular at least 3.
In einer weiteren Ausführungsform enthält der Katalysator-Schritt-I-Pt/Sn als Komponente d-l) mindestens einen weiteren Promotor.In a further embodiment, the catalyst step I-Pt / Sn as component d-1) contains at least one further promoter.
Als weitere Promotoren sind Metalle ausgewählt aus der Gruppe von Scandium, Yttri- um, Lanthan, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram, Mangan, Technetium, Rhenium, Rhodium, Eisen, Ruthenium, Cobalt, Iridium, Nickel, Palladium, Kupfer, Silber, Gold, Zink, Indium, Germanium, Blei, Arsen, Antimon, Bismut, Cer, Praseodym, Neodym und Europium, oder Mischungen hiervon, geeignet. Vorzugsweise werden Vanadium, Chrom, Rhenium, Eisen, Nickel, Kupfer oder Gemische hiervon als Promo- toren verwendet. Insbesondere werden Vanadium, Chrom, Kupfer oder Gemische hiervon verwendet.Further promoters are metals selected from the group of scandium, yttrium, lanthanum, vanadium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium, rhenium, rhodium, iron, ruthenium, cobalt, iridium, nickel, palladium, Copper, silver, gold, zinc, indium, germanium, lead, arsenic, antimony, bismuth, cerium, praseodymium, neodymium and europium, or mixtures thereof. Preferably, vanadium, chromium, rhenium, iron, nickel, copper or mixtures thereof are used as promoters. In particular, vanadium, chromium, copper or mixtures thereof are used.
In einer besonderen Ausführungsform wird zumindest ein weiterer Promotor, beispielsweise zwei weitere Promotoren, aus der oben genannten Gruppe eingesetzt.In a particular embodiment, at least one further promoter, for example two further promoters, from the above-mentioned group is used.
In einer weiteren besonderen Ausführungsform enthält der Katalysator-Schritt-I-Pt/Sn 0,01 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 15 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 10 Gew.- %, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators-Schritt-I-Pt/Sn, weiteren Promotor.In a further particular embodiment, the catalyst step I-Pt / Sn contains 0.01 to 20 wt .-%, preferably 0.1 to 15 wt .-%, in particular 0.5 to 10 wt .-%, based on the total weight of the catalyst step-I-Pt / Sn, another promoter.
In einer weiteren Ausführungsform enthält der Katalysator-Schritt-I-Pt/Sn als Komponente e-l) mindestens ein Metall, dessen Metallverbindung alkalisch reagiert, vorzugsweise mindestens ein Metalloxid, das alkalisch reagiert, insbesondere mindestens ein Oxid eines Alkalimetalls, Erdalkalimetalls oder Lanthan. Als Alkalimetall kommen vorzugsweise Kalium oder Cäsium und als Erdalkalimetall vorzugsweise Barium in Betracht. Vorzugsweise werden Oxide von Kalium oder Lanthan eingesetzt.In a further embodiment, the catalyst step I-Pt / Sn as component el) contains at least one metal whose metal compound is alkaline, preferably at least one metal oxide which reacts alkaline, in particular at least one oxide of an alkali metal, alkaline earth metal or lanthanum. The alkali metal is preferably potassium or cesium and alkaline earth metal preferably barium into consideration. Preferably, oxides of potassium or lanthanum are used.
In einer weiteren besonderen Ausführungsform wird eine Metallverbindung, wobei das betreffende Metall ausgewählt aus der Gruppe der Alkalimetalle, Erdalkalimetalle und Lanthan ist, und welches alkalisch reagiert, vorzugsweise ein Metalloxid, wie oben aufgeführt, eingesetzt.In a further particular embodiment, a metal compound, wherein the metal in question is selected from the group of alkali metals, alkaline earth metals and lanthanum, and which reacts alkaline, preferably a metal oxide, as mentioned above, is used.
In einer weiteren besonderen Ausführungsform werden zwei Metallverbindungen, wo- bei die betreffenden Metalle ausgewählt aus der Gruppe der Alkalimetalle, Erdalkalimetalle und Lanthan sind, und welche alkalisch reagieren, vorzugsweise zwei Metalloxide wie oben aufgeführt, eingesetzt.In a further particular embodiment, two metal compounds, wherein the metals in question are selected from the group of alkali metals, alkaline earth metals and lanthanum, and which react alkaline, preferably two metal oxides as listed above, are used.
In einer weiteren besonderen Ausführungsform enthält der Katalysator-Schritt-I-Pt/Sn 0,01 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 15 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 10 Gew.- %, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators-Schritt-I, mindestens eines Metalls, dessen eingesetzte Metallverbindung alkalisch reagiert, vorzugsweise enthält diese Metallverbindung ein Alkalimetall, Erdalkalimetall oder Lanthan.In a further particular embodiment, the catalyst step I-Pt / Sn contains 0.01 to 20 wt .-%, preferably 0.1 to 15 wt .-%, in particular 0.5 to 10 wt .-%, based on the total weight of the catalyst step-I, at least one metal whose metal compound used is alkaline, preferably this metal compound contains an alkali metal, alkaline earth metal or lanthanum.
Der Katalysator-Schritt-I-Pt/Sn weist üblicherweise eine BET-Oberfläche (bestimmt nach DIN 66131 ) von bis zu 500 m2/g, vorzugsweise von 10 bis 300 m2/g, insbesondere von 20 bis 200 m2/g auf.The catalyst step I-Pt / Sn usually has a BET surface area (determined according to DIN 66131) of up to 500 m 2 / g, preferably from 10 to 300 m 2 / g, in particular from 20 to 200 m 2 / g.
In der Regel liegt das Porenvolumen des Katalysators-Schritt-I-Pt/Sn (bestimmt mittels Hg-Porosimetrie nach DIN 66133) bei 0,1 bis 1 ml/g, vorzugsweise bei 0,15 bis 0,6 ml/g, insbesondere bei 0,2 bis 0,4 ml/g.As a rule, the pore volume of the catalyst step I-Pt / Sn (determined by means of Hg porosimetry according to DIN 66133) is 0.1 to 1 ml / g, preferably 0.15 to 0.6 ml / g, in particular at 0.2 to 0.4 ml / g.
Üblicherweise sind die Zirkonoxid-Phasen des Katalysators-Schritt-I-Pt/Sn tetragonal und/oder monoklin (bestimmt mittels Röntgenbeugung (XRD)).Usually, the zirconia phases of the catalyst step-I-Pt / Sn are tetragonal and / or monoclinic (determined by X-ray diffraction (XRD)).
In einer besonderen Ausführungsform enthält der Katalysator-Schritt-I-Pt/Sn a-l) einen Zirkonoxid-enthaltenden Träger;In a particular embodiment, the catalyst step-I-Pt / Sn a-1) contains a zirconia-containing support;
b-l) 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators-Schritt-I- Pt/Sn, Platin; c-l) 0,01 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators-Schritt-I- Pt/Sn, Zinn; d-l) mindestens einen weiteren Promotor; wobei das Gewichtsverhältnis von Zinn zu Platin mindestens 1 ist. In einer weiteren besonderen Ausführungsform enthält der Katalysator-Schritt-I-Pt/Sn a-l) einen Zirkonoxid-enthaltenden Träger; b-l) 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators-Schritt-I-bl) from 0.01 to 5% by weight, based on the total weight of the catalyst, of Step-I-Pt / Sn, platinum; c1) 0.01 to 20% by weight, based on the total weight of the catalyst, of step-I-Pt / Sn, tin; dl) at least one further promoter; wherein the weight ratio of tin to platinum is at least 1. In a further particular embodiment, the catalyst step-I-Pt / Sn al) comprises a zirconia-containing support; bl) from 0.01 to 5% by weight, based on the total weight of the catalyst step I
Pt/Sn, Platin; c-l) 0,01 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators-Schritt-I-Pt / Sn, platinum; c-l) from 0.01 to 20% by weight, based on the total weight of the catalyst step I
Pt/Sn, Zinn; e-l) mindestens ein Metall, dessen Metallverbindung alkalisch reagiert; wobei das Gewichtsverhältnis von Zinn zu Platin mindestens 1 ist.Pt / Sn, tin; e-1) at least one metal whose metal compound is alkaline; wherein the weight ratio of tin to platinum is at least 1.
In einer weiteren besonderen Ausführungsform enthält der Katalysator-Schritt-I-Pt/Sn a-l) einen Zirkonoxid-enthaltenden Träger; b-l) 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators-Schritt-I- Pt/Sn, Platin; c-l) 0,01 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators-Schritt-I- Pt/Sn, Zinn; d-l) mindestens einen weiteren Promotor; e-l) mindestens ein Metall, dessen Metallverbindung alkalisch reagiert; wobei das Gewichtsverhältnis von Zinn zu Platin mindestens 1 ist.In a further particular embodiment, the catalyst step-I-Pt / Sn a-1) comprises a zirconia-containing support; b-1) from 0.01 to 5% by weight, based on the total weight of the catalyst, of step-I-Pt / Sn, platinum; c-1) from 0.01 to 20% by weight, based on the total weight of the catalyst, of step-I-Pt / Sn, tin; d-l) at least one further promoter; e-1) at least one metal whose metal compound is alkaline; wherein the weight ratio of tin to platinum is at least 1.
In einer weiteren besonderen Ausführungsform enthält der Katalysator-Schritt-I-Pt/Sn a-l) einen Zirkonoxid-enthaltenden Träger, der im Wesentlichen aus Zirkonoxid be steht; b-l) 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators-Schritt-I-In a further particular embodiment, the catalyst step-I-Pt / Sn a-1) comprises a zirconia-containing support consisting essentially of zirconia; b-l) from 0.01 to 5% by weight, based on the total weight of the catalyst step I
Pt/Sn, Platin; c-l) 0,01 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators-Schritt-I-Pt / Sn, platinum; c-l) from 0.01 to 20% by weight, based on the total weight of the catalyst step I
Pt/Sn, Zinn; e-l) mindestens ein Metall, dessen Metallverbindung alkalisch reagiert; wobei das Gewichtsverhältnis von Zinn zu Platin mindestens 1 ist.Pt / Sn, tin; e-1) at least one metal whose metal compound is alkaline; wherein the weight ratio of tin to platinum is at least 1.
In einer weiteren besonderen Ausführungsform enthält der Katalysator-Schritt-I-Pt/Sn a-l) einen Zirkonoxid-enthaltenden Träger, welcher a1 ) mindestens einen Stabilisator enthält; b-l) 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators-Schritt-I-In a further particular embodiment, the catalyst step-I-Pt / Sn a-1) comprises a zirconia-containing support which a1) contains at least one stabilizer; b-l) from 0.01 to 5% by weight, based on the total weight of the catalyst step I
Pt/Sn, Platin; c-l) 0,01 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators-Schritt-I-Pt / Sn, platinum; c-l) from 0.01 to 20% by weight, based on the total weight of the catalyst step I
Pt/Sn, Zinn; e-l) mindestens ein Metall, dessen Metallverbindung alkalisch reagiert; wobei dasPt / Sn, tin; e-1) at least one metal whose metal compound is alkaline; the
Gewichtsverhältnis von Zinn zu Platin mindestens 1 ist.Weight ratio of tin to platinum is at least 1.
In einer weiteren besonderen Ausführungsform enthält der Katalysator-Schritt-I-Pt/Sn a-l) einen Zirkonoxid-enthaltenden Träger, welcher a1-l) mindestens einen Stabilisator; a2-l) ein Hilfsmittel; enthält; b-l) 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators-Schritt-I-In a further particular embodiment, the catalyst step-I-Pt / Sn al) comprises a zirconia-containing support which a1-l) at least one stabilizer; a2-l) an adjuvant; contains; bl) from 0.01 to 5% by weight, based on the total weight of the catalyst step I
Pt/Sn, Platin; c-l) 0,01 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators-Schritt-I-Pt / Sn, platinum; c-l) from 0.01 to 20% by weight, based on the total weight of the catalyst step I
Pt/Sn, Zinn; e-l) mindestens ein Metall, dessen Metallverbindung alkalisch reagiert; wobei das Gewichtsverhältnis von Zinn zu Platin mindestens 1 ist.Pt / Sn, tin; e-1) at least one metal whose metal compound is alkaline; wherein the weight ratio of tin to platinum is at least 1.
Die Herstellung des Katalysators-Schritt-I-Pt/Sn kann nach üblichen Verfahren erfol gen.The preparation of the catalyst step-I-Pt / Sn can suc conditions by conventional methods.
Beispielsweise ist es möglich den Zirkonoxid-enthaltenden Träger aus entsprechenden Verbindungen herzustellen, die sich beim Calcinieren in Zirkonoxid umwandeln. Hierfür sind insbesondere Hydroxide, Carbonate und Carboxylate geeignet. Das Zirkonoxid bzw. der entsprechende Precursor, der beim Calcinieren in Zirkonoxid umgewandelt wird, kann nach an sich bekannten Verfahren, wie z.B. nach dem Sol-Gel-Verfahren, durch Fällung, Entwässern der entsprechenden Carboxylate, Trockenmischen, Aufschlämmen oder Sprühtrocknen, hergestellt werden. Bei der Fällung werden üblicher- weise lösliche Zirkonsalze eingesetzt, wie z.B. die entsprechenden Halogenide, vorzugsweise Chlorid, Alkoxide, Nitrat etc., vorzugsweise Nitrat.For example, it is possible to prepare the zirconia-containing support from corresponding compounds which convert to zirconia upon calcining. For this purpose, in particular hydroxides, carbonates and carboxylates are suitable. The zirconium oxide or the corresponding precursor, which is converted into zirconium oxide during calcining, can be prepared by methods known per se, such as e.g. by the sol-gel method, by precipitation, dehydration of the corresponding carboxylates, dry mixing, slurrying or spray-drying. The precipitation usually employs soluble zirconium salts, e.g. the corresponding halides, preferably chloride, alkoxides, nitrate, etc., preferably nitrate.
Stabilisierte Zirkonoxid-enthaltende Träger können u.a. hergestellt werden, indem man das voranstehend beschriebene Zirkonoxid bzw. den entsprechenden Precursor mit löslichen Salzen der Stabilisatoren, wie z.B. die entsprechenden Halogenide, vorzugsweise Chloride, Alkoxide, Nitrate etc., tränkt. Es ist aber auch möglich, die Stabilisatoren auf dem Zirkonoxid durch Fällung, aus entsprechenden löslichen Salzen der Stabilisatoren, aufzubringen. Als lösliche Salze der Stabilisatoren eignen sich wiederum in der Regel entsprechende Halogenide, vorzugsweise Chloride, Alkoxide, Nitrate etc.Stabilized zirconia-containing supports can i.a. can be prepared by reacting the zirconia described above or the corresponding precursor with soluble salts of the stabilizers, such as. the corresponding halides, preferably chlorides, alkoxides, nitrates, etc., soaks. However, it is also possible to apply the stabilizers on the zirconium oxide by precipitation, from corresponding soluble salts of the stabilizers. Suitable soluble salts of the stabilizers are, in turn, generally suitable halides, preferably chlorides, alkoxides, nitrates, etc.
Weiterhin ist es möglich den stabilisierten Zirkonoxid-enthaltende Träger aus Verbindungen herzustellen, die sich beim Calcinieren in Zirkonoxid, bzw. Cer(lll)oxid, Lan- than(lll)oxid, Silizium(IV)oxid umwandeln. Hierfür sind insbesondere Hydroxide, Carbonate und Carboxylate geeignet. Diese werden beispielsweise gemeinsam ausgefällt, gemeinsam sprühgetrocknet etc.Furthermore, it is possible to prepare the stabilized zirconium oxide-containing support from compounds which convert to zirconium oxide or cerium (III) oxide, lanthanum (III) oxide, silicon (IV) oxide on calcination. For this purpose, in particular hydroxides, carbonates and carboxylates are suitable. These are for example precipitated together, spray-dried together etc.
Das voranstehend beschriebene Zirkonoxid, das voranstehend beschriebene stabilisierte Zirkonoxid bzw. die entsprechenden Precursoren können mit Hilfsmitteln, die geeignet sind die Formgebung des Zirkonoxid-Trägers zu erleichtern, versetzt werden. Anschließend erfolgt die Formgebung. In der Regel werden Stränge, Tabletten, Kugeln, Splitt, Monolithe etc., nach dem Fachmann bekannten Verfahren hergestellt.The zirconia described above, the stabilized zirconia described above or the corresponding precursors can be mixed with auxiliaries which are suitable for facilitating the shaping of the zirconia support. Subsequently, the shaping takes place. As a rule, strands, tablets, spheres, chippings, monoliths, etc. are prepared by processes known to those skilled in the art.
Das voranstehend beschriebene Zirkonoxid, das voranstehend beschriebene stabili- sierte Zirkonoxid bzw. die entsprechenden Precursoren, die ggf. mit Hilfsmitteln versetzt werden, werden calciniert. Dies erfolgt üblicherweise mit Luft oder einem Gemisch aus Luft und Stickstoff, bei einer Temperatur von 300 bis 800°C, bevorzugt bei 500 bis 600°C. Es kann von Vorteil sein der Luft bzw. dem Luft/Stickstoff-Gemisch Wasserdampf beizumengen.The zirconium oxide described above, the above-described stabilized zirconium oxide or the corresponding precursors, which are optionally mixed with auxiliaries, are calcined. This is usually done with air or a mixture of air and nitrogen, at a temperature of 300 to 800 ° C, preferably at 500 to 600 ° C. It may be advantageous to add water vapor to the air or to the air / nitrogen mixture.
Auf die Zirkonoxid-enthaltenden Träger können nun das Platin bzw. Zinn aufgebracht werden. Üblicherweise wird der Träger mit einer Lösung geeigneter Platin-Precursoren bzw. geeigneter Zinn-Precursoren imprägniert. Die Imprägnierung kann nach der inci- pient-wetness Methode erfolgen, wobei das Porenvolumen des Trägers durch in etwa gleiches Volumen an Imprägnierlösung aufgefüllt wird und man - gegebenenfalls nach einer Reifung - den Träger trocknet; oder man arbeitet mit einem Überschuss an Lösung, wobei das Volumen dieser Lösung größer ist als das Porenvolumen des Trägers. Hierbei wird der Träger mit in der Imprägnierlösung gemischt und ausreichend lange gerührt. Weiterhin ist es möglich den Träger mit einer Lösung des Platin-Precursors bzw. des Zinn-Precursors zu besprühen. In der Regel spielt die Reihenfolge der Imprägnierungen keine Rolle. Es kann aber auch von Vorteil sein, die einzelnen Precursoren in einer gewissen Reihenfolge aufzutragen. Es ist auch möglich mit einer Lösung, die sowohl den Platin- als auch den Zinn-Precursor enthält zu imprägnieren. A- ber auch andere dem Fachmann bekannte Herstellmethoden, wie z.B. Fällung, Che- mical Vapor Deposition, Soltränkung etc. sind möglich.The platinum or tin can now be applied to the zirconia-containing supports. Usually, the carrier is impregnated with a solution of suitable platinum precursors or suitable tin precursors. The impregnation can be carried out by the incipient-wetness method, wherein the pore volume of the support is filled up with approximately the same volume of impregnating solution and, optionally after ripening, the support is dried; or you work with an excess of solution, the volume of this solution is greater than the pore volume of the carrier. In this case, the carrier is mixed with in the impregnating solution and stirred for a sufficient time. Furthermore, it is possible to spray the carrier with a solution of the platinum precursor or of the tin precursor. In general, the order of the impregnations does not matter. But it may also be advantageous to apply the individual precursors in a certain order. It is also possible to impregnate with a solution containing both the platinum and the tin precursor. But also other manufacturing methods known to the person skilled in the art, such as e.g. Precipitation, Chemical Vapor Deposition, Soltränkung etc. are possible.
Geeignete Platin-Precursoren sind Platinsalze, u.a. Halogenide, insbesondere Chlorid, Nitrat, Acetat, alkalische Carbonate, Formiat, Oxalat, Citrat, Tartrat, aber auch Platin- Komplexe. Letztere können als neutrale Liganden Lewis Basen, wie Amine oder Phosphane, und als anionische Liganden Halogenide, wie Chlorid, Bromid oder Nitrat, etc. enthalten.Suitable platinum precursors are platinum salts, i.a. Halides, in particular chloride, nitrate, acetate, alkaline carbonates, formate, oxalate, citrate, tartrate, but also platinum complexes. The latter may contain, as neutral ligands, Lewis bases, such as amines or phosphanes, and as anionic ligands, halides, such as chloride, bromide or nitrate, etc.
Geeignete Zinn-Precursoren sind Zinnsalze, insbesondere Zinn(ll)salze, u.a. Halogenide, insbesondere Chlorid, Sulfat, Acetat, Formiat, Oxalat, Citrat, Tartrat, aber auch Alkali- und/oder Erdalkalistannate, wie z.B. Natriumstannat.Suitable tin precursors are tin salts, in particular tin (II) salts, i.a. Halides, especially chloride, sulfate, acetate, formate, oxalate, citrate, tartrate, but also alkali and / or Erdalkalistannate such. Sodium stannate.
Katalysatoren-Schritt-I, die einen oder mehrere weitere Promotoren enthalten, werden hergestellt, indem man den Promotor-Precursor oder die Promotor-Precursoren in Analogie zu den Verfahren zur Platin- bzw. Zinn-Auftragung aufbringt. Geeignete Promotor-Precursoren sind u.a. Halogenide, insbesondere Chloride, Nitrate, Acetate, alkalische Carbonate, Formiate, Oxalate, Citrate, Tartrate, entsprechende metallorganische Verbindungen, aber auch Promotor-Komplexe. Letztere können als Liganden Acetylacetonat, Aminoalkohole, Carboxylate, wie Oxalate, Citrate etc, oder Hydroxycarbonsäuresalze, etc. enthalten.Catalyst Step-I containing one or more further promoters are prepared by applying the promoter precursor or promoter precursors in analogy to the platinum or tin plating processes. Suitable promoter precursors include halides, in particular chlorides, nitrates, acetates, alkaline carbonates, formates, oxalates, citrates, tartrates, corresponding organometallic compounds, but also promoter complexes. The latter may contain, as ligands, acetylacetonate, amino alcohols, carboxylates, such as oxalates, citrates, etc., or hydroxycarboxylic acid salts, etc.
Enthält der Katalysator einen weiteren Promotor, so kann der entsprechende Promo- tor-Precursor gemeinsam mit dem Platin- und/oder Zinn-Precursor aufgetragen werden. Es ist aber auch möglich diese nacheinander aufzutragen. Es kann auch von Vor- teil sein, die einzelnen Precursoren in einer gewissen Reihenfolge aufzutragen.If the catalyst contains a further promoter, the corresponding promotor precursor can be applied together with the platinum and / or tin precursor. But it is also possible to apply them one after the other. It can also be advantageous to apply the individual precursors in a certain order.
Enthält der Katalysator mehrere weitere Promotoren, so können die Promotor- Precursoren gemeinsam oder separat aufgetragen werden. Es ist auch möglich den Platin- und/oder Zinn-Precursor gemeinsam oder separat mit einem oder mehreren Promotor-Precursoren aufzutragen. Im Fall einer separaten Auftragung kann es auch von Vorteil sein, die einzelnen Precursoren in einer gewissen Reihenfolge aufzutragen.If the catalyst contains several further promoters, then the promoter precursors can be applied together or separately. It is also possible to apply the platinum and / or tin precursor together or separately with one or more promoter precursors. In the case of a separate application, it may also be advantageous to apply the individual precursors in a certain order.
Werden Katalysatoren-Schritt-I verwendet, die mindestens ein Metall, dessen Metall- Verbindung alkalisch reagiert, enthalten, so wird der alkalische Metall-Precursor oder die alkalischen Metall-Precursoren in Analogie zu den Verfahren zur Platin- bzw. Zinn- Auftragung aufgebracht.If catalyst step I are used which contain at least one metal whose metal compound is alkaline, the alkaline metal precursor or the alkaline metal precursors are applied analogously to the processes for platinum or tin plating.
Als alkalische Metall-Precursoren verwendet man in der Regel Verbindungen, die sich beim Calcinieren in die entsprechenden Oxide umwandeln. Geeignet sind hierfür Hydroxide, Carbonate, Carboxylate, wie z.B. Formiate, Acetate, Oxalate, Nitrate, Hydroxycarbonate etc.As alkaline metal precursors are usually used compounds which convert to the corresponding oxides during calcining. Suitable for this are hydroxides, carbonates, carboxylates, e.g. Formates, acetates, oxalates, nitrates, hydroxycarbonates etc.
Auch bei den Katalysatoren-Schritt-I-Pt/Sn, die einen oder mehrere alkalische Metall- Precursoren enthalten, können die jeweiligen Precursoren gemeinsam oder separat aufgetragen werden. Im Fall einer separaten Auftragung kann es auch von Vorteil sein, die einzelnen Precursoren in einer gewissen Reihenfolge aufzutragen.Also in the catalyst step I-Pt / Sn, which contain one or more alkaline metal precursors, the respective precursors can be applied together or separately. In the case of a separate application, it may also be advantageous to apply the individual precursors in a certain order.
Der Zirkonoxid-enthaltende Träger, auf dem der Platin-Precursor, der Zinn-Precursor und gegebenenfalls der oder die Promotor-Precursoren, und gegebenenfalls der oder die alkalischen Metall-Precursoren, aufgetragen werden, wird calciniert. Die Calcinie- rung erfolgt üblicherweise mit Luft oder einem Gemisch aus Luft und Stickstoff, bei einer Temperatur von 300 bis 800°C, bevorzugt bei 400 bis 600°C. Es kann von Vorteil sein der Luft bzw. dem Luft/Stickstoff-Gemisch Wasserdampf beizumengen. Der so erhaltene Katalysator-Schritt-I-Pt/Sn wird üblicherweise vor seinem Einsatz, in der Aromatisierung von Nichtaromaten, aktiviert. Hierzu wird er mit Wasserstoff oder einem Gemisch aus Wasserstoff und Stickstoff bei Temperaturen von 100 bis 800°C, vorzugsweise bei 400 bis 600°C, behandelt. Hierbei kann es von Vorteil sein, mit ei- nem niedrigen Wasserstoffanteil in dem Wasserstoff/Stickstoff-Gemisch zu beginnen und den Wasserstoffanteil kontinuierlich im Verlauf des Aktivierungsprozesses zu erhöhen.The zirconia-containing support on which the platinum precursor, the tin precursor and optionally the promoter precursor (s), and optionally the alkaline metal precursor (s) are applied, is calcined. The calcination is usually carried out with air or a mixture of air and nitrogen, at a temperature of 300 to 800 ° C, preferably at 400 to 600 ° C. It may be advantageous to add water vapor to the air or to the air / nitrogen mixture. The catalyst step I-Pt / Sn thus obtained is usually activated before it is used in the aromatization of non-aromatics. For this purpose, it is treated with hydrogen or a mixture of hydrogen and nitrogen at temperatures of 100 to 800 ° C, preferably at 400 to 600 ° C. In this case, it may be advantageous to start with a low hydrogen content in the hydrogen / nitrogen mixture and to increase the hydrogen content continuously during the activation process.
Die Aktivierung des Katalysators-Schritt-I-Pt/Sn wird in der Regel in dem Reaktor, in dem die Aromatisierung von Nichtaromaten erfolgen soll, durchgeführt. Es ist aber auch möglich die Aktivierung des Katalysators-Schritt-I vor dem Einbau in den entsprechenden Reaktor vorzunehmen. (Dies gilt auch für die bekannten Katalysatoren-Schritt-The activation of the catalyst step-I-Pt / Sn is usually carried out in the reactor in which the aromatization of non-aromatics is to take place. However, it is also possible to carry out the activation of the catalyst step-I before installation in the corresponding reactor. (This also applies to the known catalytic converter step
I)-I) -
Es ist aber auch möglich den Katalysator-Schritt-I-Pt/Sn ohne vorangehende Aktivierung in die Aromatisierung von Nichtaromaten einzusetzen. (Dies gilt auch für die bekannten Katalysatoren-Schritt-I.)However, it is also possible to use the catalyst step I-Pt / Sn without prior activation in the aromatization of non-aromatics. (This also applies to the known catalysts step I.)
Im Verlauf der Reaktion kann sich unter den gegebenen Reaktionsbedingungen Koks und/oder Koks-Vorstufen an den Aktivzentren und in den Poren des Katalysators- Schritt-I bilden. Bei Koks handelt es sich üblicherweise um hochsiedende ungesättigte Kohlenwasserstoffe. Bei Koks-Vorstufen handelt es sich typischerweise um niedersiedende Alkene, Alkyne und/oder gesättigte hochmolekulare Kohlenwasserstoffe.In the course of the reaction, under the given reaction conditions, coke and / or coke precursors may form at the active sites and in the pores of the catalyst Step-I. Coke is usually high-boiling unsaturated hydrocarbons. Coke precursors are typically low boiling alkenes, alkynes and / or saturated high molecular weight hydrocarbons.
Die Ablagerung des Koks bzw. der Koks-Vorstufe bewirkt, dass die Aktivität und/oder Selektivität des Katalysators-Schritt-I negativ beeinträchtigt wird. Um eine optimale Fahrweise zu garantieren, besteht daher die Notwendigkeit, den Katalysator in regelmäßigen Abständen zu regenerieren. Ziel der Regenerierung ist die Entfernung des Koks bzw. der Koks-Vorstufe, ohne dass die physikalischen Eigenschaften des Kataly- sators-Schritt-l negativ beeinflusst werden.The deposition of the coke or coke precursor causes the activity and / or selectivity of the catalyst step-I is adversely affected. In order to guarantee an optimal driving style, there is therefore the need to regenerate the catalyst at regular intervals. The aim of the regeneration is the removal of the coke or coke precursor without adversely affecting the physical properties of the catalyst step-l.
Die Koks-Vorstufen können durch Verdampfung in Gegenwart eines Intergases bei erhöhter Temperatur (T > 250°C) und/oder Hydrierung in Gegenwart eines wasser- stoffhaltigen Gasgemisches und/oder Verbrennung in Gegenwart eines sauerstoffhalti- gen Gasgemisches entfernt werden.The coke precursors can be removed by evaporation in the presence of an intergas at elevated temperature (T> 250 ° C.) and / or hydrogenation in the presence of a hydrogen-containing gas mixture and / or combustion in the presence of an oxygen-containing gas mixture.
Die Entfernung der Koksbeläge erfolgt üblicherweise durch Verbrennung des Koks in Gegenwart eines sauerstoffhaltigen Gasgemisches (= oxidative Regenerierung). Die Regenerierung des Katalysators-Schritt-I kann in-situ oder ex-situ erfolgen, bevorzugt wird eine in-situ Regenerierung. Die Eintrittstemperatur für die oxidative Regenerierung liegt üblicherweise zwischen 350 und 550°C. Die Sauerstoffkonzentration des sauerstoffhaltigen Gasgemisches liegt üblicherweise zwischen 0,1 und 10 Vol.-%. Der Druck liegt typischerweise zwischen 0,1 und 10 bar.The removal of the coke deposits is usually carried out by combustion of the coke in the presence of an oxygen-containing gas mixture (= oxidative regeneration). The regeneration of the catalyst step-I can take place in-situ or ex-situ, preference is given to in situ regeneration. The inlet temperature for the oxidative regeneration is usually between 350 and 550 ° C. The oxygen concentration of the oxygen-containing gas mixture is usually between 0.1 and 10% by volume. The pressure is typically between 0.1 and 10 bar.
In einer besonderen Ausführungsform wird die oxidative Regenerierung des Katalysators-Schritt-I in Gegenwart von Wasserdampf durchgeführt.In a particular embodiment, the oxidative regeneration of the catalyst step-I is carried out in the presence of water vapor.
Nach der oxidativen Regenerierung des Katalysators-Schritt-I erfolgt üblicherweise eine Aktivierung in Gegenwart von Wasserstoff.After the oxidative regeneration of the catalyst step-I is usually carried out an activation in the presence of hydrogen.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schrittes (I) werden der eingesetzte Feed und das Wasser entsprechend dem gewählten Reaktionsdruck, der in der Regel zwischen 1 und 50 bar, vorzugsweise zwischen 3 und 30 bar, insbesondere zwischen 5 und 25 bar liegt, in einem Verdampfer bei 100 bis 400°C verdampft; dieser Dampf in einem Vorheizer auf die gewünschte Reaktionstemperatur gebracht, die vorzugsweise bei 400 bis 700°C, insbesondere bei 500 bis 600°C liegt, und dann in den Reaktor eingeleitet. Das Aufheizen kann z.B. in einem befeuerten Ofen erfolgen. Es kann auch sinnvoll sein, für das Aufheizen bzw. Verdampfen des Feeds und des Wassers die bei der Kondensation, des in Schritt Il erhaltenen Produktgases, gewonnene Wärme zumindest teilweise zu nutzen.In one embodiment of the step (I) according to the invention, the feed used and the water are in an evaporator according to the selected reaction pressure, which is usually between 1 and 50 bar, preferably between 3 and 30 bar, in particular between 5 and 25 bar 100 to 400 ° C evaporated; brought this steam in a preheater to the desired reaction temperature, which is preferably 400 to 700 ° C, in particular at 500 to 600 ° C, and then introduced into the reactor. The heating may e.g. done in a fired oven. It may also be useful to use at least partially for the heating or evaporation of the feed and the water obtained in the condensation of the product gas obtained in step II, heat.
Als Reaktoren werden in der Regel Festbettreaktoren, Rohrbündelreaktoren oder Fließbettreaktoren eingesetzt. Bei adiabater Fahrweise wird üblicherweise ein Festbettreaktor, bei isothermer Fahrweise üblicherweise ein Rohrbündelreaktor verwendet.The reactors used are generally fixed-bed reactors, tube-bundle reactors or fluid-bed reactors. In adiabatic driving usually a fixed bed reactor is used in isothermal driving usually a tube bundle reactor.
Es ist auch möglich, den Reaktor autotherm unter Zufuhr von Luft, Sauerstoff oder einem sauerstoffhaltigen Gas zu betreiben. Um der Endothermie und dem hiermit ver- bundenen Temperaturabfall im Reaktor entgegenzuwirken, wird der bei der Reaktion gebildete Wasserstoff (und /oder die Kohlenwasserstoffe und/oder das bei der Reaktion gebildete Kohlenmonoxid und/oder der bei der Reaktion gebildete Koks) mit Sauerstoff unter Wärmeerzeugung oxidiert. Hierzu wird in den Reaktor ein entsprechend sauerstoffhaltiges Gas zugeführt.It is also possible to operate the reactor autothermally with the supply of air, oxygen or an oxygen-containing gas. To counteract the endotherm and associated temperature drop in the reactor, the hydrogen formed in the reaction (and / or the hydrocarbons and / or the carbon monoxide formed in the reaction and / or the coke formed in the reaction) is oxygenized with heat generation oxidized. For this purpose, a corresponding oxygen-containing gas is fed into the reactor.
Es ist auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren autotherm zu betreiben. Bei einer autothermen Fahrweise wird der Endothermie der Aromatisierungsreaktion und dem hiermit verbundenen Temperaturabfall im Reaktor durch Einbringen von Wärme entgegengewirkt. Das Einbringen der Wärme kann sowohl innerhalb als auch außerhalb des Reaktors erfolgen.It is also possible to operate the process according to the invention autothermally. In an autothermal procedure, the endotherm of the aromatization reaction and the associated temperature drop in the reactor is counteracted by the introduction of heat. The introduction of the heat can take place both inside and outside the reactor.
Wird die Wärme außerhalb des Reaktors zugeführt, so erfolgt dies bevorzugt über einen Wärmetauscher.If the heat is supplied outside the reactor, this is preferably done via a heat exchanger.
In einer besonderen Ausführungsform wird die Wärme innerhalb des Reaktors durch Reaktion des bei der Aromatisierung gebildeten Wasserstoffs und/oder der noch vorhandenen Kohlenwasserstoffe und/oder des bei der Aromatisierung gebildeten Methans und/oder des bei der Aromatisierung gebildeten Koks mit Sauerstoff erzeugt. Dazu wird in den Reaktor entsprechend Luft, Sauerstoff und/oder ein sauerstoffhaltiges Gas zugeführt.In a particular embodiment, the heat is generated within the reactor by reacting the hydrogen formed during the aromatization and / or the remaining hydrocarbons and / or the methane formed during the aromatization and / or the coke formed during the aromatization with oxygen. For this purpose, air, oxygen and / or an oxygen-containing gas are fed into the reactor.
Schritt (I) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann in einem einzelnen Reaktor durchgeführt werden. Es ist aber auch möglich, die Umsetzung in mehreren hintereinander geschalteten Reaktoren (Reaktorkaskade) durchzuführen, wobei gegebenenfalls Zwi- schenheizung(en) zwischen den einzelnen Reaktoren eingefügt werden.Step (I) of the process according to the invention can be carried out in a single reactor. However, it is also possible to carry out the reaction in a plurality of reactors connected in series (reactor cascade), with intermediate heating (s) optionally being inserted between the individual reactors.
Die autotherme Fahrweise durch Zufuhr von Luft, Sauerstoff oder einem sauerstoffhaltigen Gas bzw. eine Reaktorkaskade mit Zwischenheizungen ist besonders sinnvoll, wenn der Feedstrom eine größere Menge an nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen enthält, insbesondere wenn deren Anteil > 30 Gew.-% ist.The autothermal procedure by supplying air, oxygen or an oxygen-containing gas or a reactor cascade with intermediate heaters is particularly useful if the feed stream contains a larger amount of non-aromatic hydrocarbons, especially if their content is> 30 wt .-%.
Der Produktstrom, der in Schritt (I) erhalten wird ("Reaktionsprodukt-Schritt I"), ist reich an Wasserstoff und aromatischen Kohlenwasserstoffen, insbesondere enthält er neben Benzol, Alkyl-substituierte aromatische Kohlenwasserstoffe, welche üblicherweise 7 bis 20 Kohlenstoffatome haben. In der Regel handelt es sich bei mono-Alkyl-substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffen um beispielsweise Toluol, Ethylbenzol oder Propyl- benzol; bei mehrfach Alkyl-substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffen um XyIo- Ie, Mesitylen, etc. Aber auch alkylierte aromatische Kohlenwasserstoffe mit kondensier- ten Kernen, wie Alkyl-substituierte Naphthaline können enthalten sein. Des Weiteren kann das Reaktionsprodukt-Schritt-I nicht umgesetzte Nichtaromaten und Aromaten sowie Crackprodukte enthalten.The product stream obtained in step (I) ("reaction product step I") is rich in hydrogen and aromatic hydrocarbons, in particular containing, in addition to benzene, alkyl-substituted aromatic hydrocarbons which usually have 7 to 20 carbon atoms. As a rule, monoalkyl-substituted aromatic hydrocarbons are, for example, toluene, ethylbenzene or propylbenzene; with multiply alkyl-substituted aromatic hydrocarbons to xylene, mesitylene, etc. But also alkylated aromatic hydrocarbons with condensed cores, such as alkyl-substituted naphthalenes can be included. Furthermore, the reaction product step-I may contain unreacted non-aromatics and aromatics as well as cracking products.
Das Reaktionsprodukt-Schritt-I wird nun - ohne weitere Auftrennung - direkt dem Schritt (II) unterworfen, wobei im Reaktionsprodukt-Schritt-I enthaltene Alkyl- substituierte aromatische Kohlenwasserstoffe, ggf. in Gegenwart eines Katalysators, mittels des in Reaktionsprodukt-Schritt-I erhaltenen Wasserstoff, dealkyliert werden.The reaction product step-I is now - without further separation - directly subjected to step (II), wherein in the reaction product step-I contained alkyl-substituted aromatic hydrocarbons, optionally in the presence of a catalyst, by means of reaction in the reaction step-I obtained hydrogen, be dealkylated.
In einer weiteren Ausgestaltungsform wird eine Kondensation des Reaktionsprodukt- Schritt-I durchgeführt und das Wasser, z.B. durch Phasentrennung, abgetrennt. In die- sen Fall kann das wasserstoffreiche Gas partiell oder vollständig abgetrennt werden, oder vorzugsweise in den Schritt Il eingesetzt werden. Ggf. ist es notwendig wasser- stoffhaltiges Gas, wie z.B. reinen Wasserstoff, in Schritt (II) zuzudosieren, so dass für die Hydrodealklierung die notwendige Menge an Wasserstoff vorhanden ist.In a further embodiment, a condensation of the reaction product step-I is carried out and the water, for example by phase separation, separated. In the- sen case, the hydrogen-rich gas can be partially or completely separated, or preferably used in step Il. Possibly. it is necessary to meter in hydrogen-containing gas, such as pure hydrogen, in step (II), so that for the Hydrodealklierung the necessary amount of hydrogen is present.
Gegebenenfalls kann es notwendig sein zwischen Schritt (I) und Schritt (II) einen Verdichtungsschritt zwischenzuschalten, wenn die Hydrodealkyiierung bei höheren Drücken durchgeführt wird als die Aromatisierung.Optionally, it may be necessary to interpose a densification step between step (I) and step (II) if the hydrodealkyation is carried out at higher pressures than the aromatization.
In einer Ausgestaltungsform wird das Reaktionsprodukt-Schritt-I vollständig dem Schritt (II) unterworfen.In one embodiment, the reaction product step-I is completely subjected to step (II).
In einer anderen Ausgestaltungsform wird das Reaktionsprodukt-Schritt-I ohne Kompression oder ohne Entspannung dem Schritt (II) unterworfen.In another embodiment, the reaction product step-I is subjected to step (II) without compression or relaxation.
In einer anderen Ausführungsform werden die beiden Stufen bei gleichen Drücken betrieben.In another embodiment, the two stages are operated at equal pressures.
Wird das Verfahren mit Zwischenkondensation betrieben, so kann die, bei der Konden- sation sich bildende organische Phase mit Hilfe einer Pumpe und die Gasphase mit einem Verdichter auf den für die Hydrodealkyiierung gewünschten Druck gebracht werden.If the process is operated with intermediate condensation, the organic phase which forms during the condensation can be brought to the desired pressure for the hydrodealkyation with the aid of a pump and the gas phase can be brought to the desired pressure with a compressor.
Der in der Hydrodealkyiierung in Schritt (II) eingesetzte Feed-Strom enthält in der Re- gel mindestens 50 Gew.-%, bevorzugt mindestens 80 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 90 Gew.-%, eines Alkyl-substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffes oder eines Gemisches hiervon.The feed stream used in the hydrodealkylation in step (II) as a rule contains at least 50% by weight, preferably at least 80% by weight, particularly preferably at least 90% by weight, of an alkyl-substituted aromatic hydrocarbon or a mixture of these.
Die Hydrodealkyiierung in Schritt (II) wird üblicherweise zwischen 400 und 900°C, vor- zugsweise zwischen 500 bis 900°C durchgeführt. Der Druck liegt hierbei in einem Bereich von 5 bis 100 bar, vorzugsweise von 10 bis 80 bar, insbesondere von 20 bis 70 bar.The hydrodealkyation in step (II) is usually carried out between 400 and 900 ° C., preferably between 500 and 900 ° C. The pressure is in this case in a range of 5 to 100 bar, preferably from 10 to 80 bar, in particular from 20 to 70 bar.
Die Dehydroalkylierung kann mit oder ohne Zusatz von Katalysator erfolgen. Falls oh- ne Katalysator gearbeitet wird, wird die Umsetzung in einem entsprechend höheren Temperaturbereich durchgeführt.The dehydroalkylation can be carried out with or without addition of catalyst. If no catalyst is used, the reaction is carried out in a correspondingly higher temperature range.
In einer Ausgestaltungsform wird Schritt (II) des erfindungsgemäßen Verfahrens in Gegenwart eines Katalysators (Katalysator-Schritt-Il) durchgeführt. Hierfür werden dem Fachmann bekannte Hydrodealkylierungskatalysatoren eingesetzt. In der Regel han- delt es sich um Katalysatoren, welche einen porösen Träger und ggf. mindestens ein auf diesen Träger niedergeschlagenes Metall enthalten.In one embodiment, step (II) of the process according to the invention is carried out in the presence of a catalyst (catalyst step II). For this purpose, known in the art Hydrodealkylierungskatalysatoren be used. As a rule, these are catalysts which contain a porous support and optionally at least one metal deposited on this support.
Insbesondere haben sich Cr2O3, MO2O3 oder CoO2 auf Trägern wie AI2O3, als geeig- net, erwiesen (K. Weissermel, H.J.Harpe, Industrielle organische Chemie, 4. Auflage, S. 358). Ebenso kommen Zeolith-haltige Träger in Betracht (US 4,341 ,622), insbesondere können diese Co, Ni, Pt und/oder Pd enthalten (US 5,865,986). Ebenfalls geeignet sind Katalysatoren, welche ein Metall der Platin-Gruppe, Sn, Ti, Zr Cr, Mo, W enthalten (US 3,204,007, US 3,197,523).In particular, Cr 2 O 3 have, MO 2 O 3, or CoO 2 on supports such as Al 2 O 3, as suited proven (K. Weissermel, HJHarpe, Industrial Organic Chemistry, 4th edition, p 358). Also suitable are zeolite-containing supports (US Pat. No. 4,341,622), in particular they may contain Co, Ni, Pt and / or Pd (US Pat. No. 5,865,986). Also suitable are catalysts containing a metal of the platinum group, Sn, Ti, Zr Cr, Mo, W (US 3,204,007, US 3,197,523).
Es ist auch möglich, den Reaktor autotherm unter Zufuhr von Luft, Sauerstoff oder einem sauerstoffhaltigen Gas zu betreiben. Um der Endothermie und dem hiermit verbundenen Temperaturabfall im Reaktor entgegenzuwirken, wird der bei der Reaktion gebildete Wasserstoff (und/oder die Kohlenwasserstoffe und/oder das bei der Reaktion gebildete Kohlenmonoxid und/oder der bei der Reaktion gebildete Koks) mit Sauerstoff unter Wärmeerzeugung oxidiert. Hierzu wird in den Reaktor ein entsprechendes sauerstoffhaltiges Gas zugeführt.It is also possible to operate the reactor autothermally with the supply of air, oxygen or an oxygen-containing gas. To counteract the endotherm and associated temperature drop in the reactor, the hydrogen formed in the reaction (and / or the hydrocarbons and / or the carbon monoxide formed in the reaction and / or the coke formed in the reaction) is oxidized with oxygen with the generation of heat. For this purpose, a corresponding oxygen-containing gas is fed into the reactor.
Es ist auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren autotherm zu betreiben. Bei einer autothermen Fahrweise wird der Endothermie der Dealkylierungsreaktion und dem hiermit verbundenen Temperaturabfall im Reaktor durch Einbringen von Wärme entgegengewirkt.It is also possible to operate the process according to the invention autothermally. In an autothermal procedure, the endotherm of the dealkylation reaction and the temperature drop associated therewith in the reactor is counteracted by the introduction of heat.
Das Einbringen der Wärme kann sowohl innerhalb als auch außerhalb des Reaktors erfolgen.The introduction of the heat can take place both inside and outside the reactor.
Wird die Wärme außerhalb des Reaktors zugeführt, so erfolgt dies bevorzugt über einen Wärmetauscher.If the heat is supplied outside the reactor, this is preferably done via a heat exchanger.
In einer besonderen Ausführungsform wird die Wärme innerhalb des Reaktors durch Reaktion des bei der Dealkylierung gebildeten Wasserstoffs und/oder der noch vorhandenen Kohlenwasserstoffe und/oder des bei der Dealkylierung gebildeten Kohlen- monoxids und/oder des bei der Dealkylierung gebildeten Koks mit Sauerstoff erzeugt. Dazu wird in den Reaktor entsprechend Luft, Sauerstoff und/oder ein sauerstoffhaltiges Gas zugeführt.In a particular embodiment, the heat is generated within the reactor by reacting the hydrogen formed in the dealkylation and / or the remaining hydrocarbons and / or the carbon monoxide formed during the dealkylation and / or the coke formed in the dealkylation with oxygen. For this purpose, air, oxygen and / or an oxygen-containing gas are fed into the reactor.
Im Verlauf der Reaktion kann sich unter den gegebenen Reaktionsbedingungen Koks und/oder Koks-Vorstufen an den Aktivzentren und in den Poren des Katalysators- Schritt-Il bilden. Bei Koks handelt es sich üblicherweise um hochsiedende ungesättigte Kohlenwasserstoffe. Bei Koks-Vorstufen handelt es sich typischerweise um niedersiedende Alkene, Alkyne und/oder gesättigte hochmolekulare Kohlenwasserstoffe. Die Ablagerung des Koks bzw. der Koks-Vorstufe bewirkt, dass die Aktivität und/oder Selektivität des Katalysators-Schritt-Il negativ beeinträchtigt wird. Um eine optimale Fahrweise zu garantieren, besteht daher die Notwendigkeit, den Katalysator in regelmäßigen Abständen zu regenerieren. Ziel der Regenerierung ist die Entfernung des Koks bzw. der Koks-Vorstufe, ohne dass die physikalischen Eigenschaften des Katalysators-Schritt-Il negativ beeinflusst werden.In the course of the reaction, under the given reaction conditions, coke and / or coke precursors may form at the active sites and in the pores of the catalyst step-II. Coke is usually high-boiling unsaturated Hydrocarbons. Coke precursors are typically low boiling alkenes, alkynes and / or saturated high molecular weight hydrocarbons. The deposition of the coke or the coke precursor causes the activity and / or selectivity of the catalyst step-II is adversely affected. In order to guarantee an optimal driving style, there is therefore the need to regenerate the catalyst at regular intervals. The aim of the regeneration is the removal of the coke or coke precursor, without adversely affecting the physical properties of the catalyst step II.
Die Koks-Vorstufen können durch Verdampfung in Gegenwart eines Intergases bei erhöhter Temperatur (T > 250°C) und/oder Hydrierung in Gegenwart eines wasser- stoffhaltigen Gasgemisches und/oder Verbrennung in Gegenwart eines sauerstoffhaltigen Gasgemisches entfernt werden.The coke precursors can be removed by evaporation in the presence of an intergas at elevated temperature (T> 250 ° C.) and / or hydrogenation in the presence of a hydrogen-containing gas mixture and / or combustion in the presence of an oxygen-containing gas mixture.
Die Entfernung der Koksbeläge erfolgt üblicherweise durch Verbrennung des Koks in Gegenwart eines sauerstoffhaltigen Gasgemisches (= oxidative Regenerierung).The removal of the coke deposits is usually carried out by combustion of the coke in the presence of an oxygen-containing gas mixture (= oxidative regeneration).
Die Regenerierung des Katalysators kann in-situ oder ex-situ erfolgen, bevorzugt wird eine in-situ Regenerierung. Die Eintrittstemperatur für die oxidative Regenerierung liegt üblicherweise zwischen 350 und 550°C. Die Sauerstoffkonzentration des sauerstoffhaltigen Gasgemisches liegt üblicherweise zwischen 0,1 und 10 Vol.-%. Der Druck liegt typischerweise zwischen 0,1 und 10 bar.The regeneration of the catalyst can be carried out in-situ or ex-situ, preference is given to in situ regeneration. The inlet temperature for the oxidative regeneration is usually between 350 and 550 ° C. The oxygen concentration of the oxygen-containing gas mixture is usually between 0.1 and 10% by volume. The pressure is typically between 0.1 and 10 bar.
In einer besonderen Ausführungsform wird die oxidative Regenerierung des Katalysa- tors-Schritt-ll in Gegenwart von Wasserdampf durchgeführt.In a particular embodiment, the oxidative regeneration of the catalyst step II is carried out in the presence of water vapor.
Nach der oxidativen Regenerierung des Katalysators-Schritt-Il erfolgt üblicherweise eine Aktivierung in Gegenwart von Wasserstoff.After the oxidative regeneration of the catalyst step II, activation usually takes place in the presence of hydrogen.
Das gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Produkt aus Schritt Il ("Re- aktionsprodukt-Schritt-H") ist reich an Methan, gegebenenfalls niederen Alkanen, wie z.B. Ethan, und dealkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffen, insbesondere Benzol. Weiterhin enthält es gegebenenfalls überschüssigen Wasserstoff.The product of step II ("reaction product step H") obtained according to the process of the invention is rich in methane, optionally lower alkanes, e.g. Ethane, and dealkylated aromatic hydrocarbons, especially benzene. Furthermore, it optionally contains excess hydrogen.
Aus dem Reaktionsprodukt-Schritt-Il werden nach üblichen Verfahren die gebildeten dealkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffe abgetrennt. Hierzu wird das Reakti- onprodukt-Schritt-ll entspannt und abgekühlt. Es ist zweckmäßig, die hierbei freiwerdende Wärme in den Prozess zu integrieren (Wärmeverbund), um beispielsweise den Feedstrom zum Reaktionsschritt I oder sonstige aufzuheizende Ströme (z.B. Verdampfer der Kolonne) aufzuheizen. Bei der Abkühlung bildet sich eine Gasphase, die reich an Methan und ggf. Wasserstoff ist, und eine flüssige Phase.From the reaction product step II, the dealkylated aromatic hydrocarbons formed are separated by conventional methods. For this purpose, the reaction product step II is relaxed and cooled. It is expedient to integrate the released heat in the process (heat combination), for example, the Feed stream to the reaction step I or other heated streams (eg evaporator of the column) to heat. Upon cooling, a gas phase rich in methane and optionally hydrogen, and a liquid phase is formed.
Die Gasphase kann z.B. in einer Coldbox aufgearbeitet werden und so der Wasserstoff abgetrennt werden. Es ist auch möglich, dass der Wasserstoff z.B. durch Druckwechseladsorption (PSA = pressure swing adsorption) abgetrennt wird. Der Wasserstoff wird wieder in den Prozess rückgeführt, vorzugsweise in den Schritt (II). Es ist aber auch möglich die Gasphase an sich in den Prozess, vorzugsweise den Schritt (II) zurückzuführen.The gas phase may e.g. be worked up in a coldbox and so the hydrogen are separated. It is also possible that the hydrogen is e.g. is separated by pressure swing adsorption (PSA). The hydrogen is recycled back into the process, preferably in step (II). However, it is also possible for the gas phase per se to be returned to the process, preferably step (II).
Die bei der Abkühlung gebildete flüssige Phase, welche den dealkylierten aromatischen Kohlenwasserstoff, vorzugsweise Benzol, sowie überschüssiges Wasser (falls ohne Zwischenkondensation gearbeitet wird) des Prozesses enthält, wird einem Pha- senscheider zugeführt und die organische Phase von der Wasserphase getrennt. Die organische Phase, welche den dealkylierten aromatischen Kohlenwasserstoff, vorzugsweise Benzol, enthält, kann gewünschtenfalls weiter aufgereinigt werden, beispielsweise durch Destillation. Die bei der Destillation anfallenden Produkte können gegebenenfalls in die Schritte (I) und/oder (II) zurückgeführt werden.The liquid phase formed during the cooling, which contains the dealkylated aromatic hydrocarbon, preferably benzene, and excess water (if used without intermediate condensation) of the process, is fed to a phase separator and the organic phase is separated from the water phase. If desired, the organic phase containing the dealkylated aromatic hydrocarbon, preferably benzene, may be further purified, for example by distillation. The products obtained in the distillation may optionally be recycled to steps (I) and / or (II).
In einer besonderen Ausführungsform wird in einer Destillationskolonne Benzol sowie ggf. Verunreinigungen über Kopf und C7+ Kohlenwasserstoffe über Sumpf abgetrennt. Das C7+ Gemisch wird entweder in Schritt (I) (falls noch nichtaromatische Kohlenwasserstoffe vorhanden sind) oder Schritt (II) zurückgeführt (falls keine bzw. nur noch geringe Menge an nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen vorhanden sind).In a particular embodiment, benzene and optionally impurities are removed overhead and C7 + hydrocarbons via the bottom in a distillation column. The C7 + mixture is recycled either in step (I) (if non-aromatic hydrocarbons are still present) or step (II) (if no or only a small amount of non-aromatic hydrocarbons are present).
Um das in der organischen Phase (in geringen Mengen) gelöste Wasser sowie Leicht- sieder von der Kopffraktion der genannten Destillation abzutrennen, kann die Benzolfraktion in eine weitere Destillationskolonne geleitet werden, in der über eine azeotrope Destillation das gelöste Wasser sowie die Leichtsieder über Kopf und Reinbenzol über Sumpf abgetrennt werden.In order to separate off the water dissolved in the organic phase (in small amounts) and low-boiling components from the top fraction of said distillation, the benzene fraction can be passed to a further distillation column in which the dissolved water and the low boilers are passed overhead via azeotropic distillation Reinbenzol be separated via sump.
In einer besonderen Ausführungsform werden die Kolonnen als Kolonnen mit Seitenabzug oder als Trennwandkolonne ausgeführt.In a particular embodiment, the columns are designed as columns with side draw or as a dividing wall column.
In einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich nur eine Kolonne oder auch mehrere Kolonnen zu verwenden. Als Kolonnen können hierbei neben den klassischen Kolonnen auch beispielsweise Kolonnen mit Seitenabzug oder Trennwandkolonnen eingesetzt werden. In weiteren Ausführungsformen werden vor Schritt (I) und/oder Schritt (II) Einheiten zur Reduzierung des Olefin - sowie Schwefelgehalts in den Prozess eingebaut. Hierbei werden Verfahrensschritte gemäß des Stands der Technik verwendet.In a further embodiment, it is also possible to use only one column or even more columns. Columns which can be used here in addition to the classical columns, for example, columns with side draw or dividing wall columns. In further embodiments, prior to step (I) and / or step (II), units for reducing the olefin and sulfur content are incorporated into the process. Here, method steps according to the prior art are used.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, Benzol in hoher Reinheit herzustellen, ohne, dass hierfür aufwendige Extraktivdestillationen notwendig wären. Zudem wird durch die Kopplung der Schritte (I) und (II) der Wasserstoff, der von außen dem System zugeführt werden muss, im Vergleich zu einer normalen Hydrodealklierung verringert, da der in Schritt (I) entstehende Wasserstoff sofort in Stufe (II) verwendet werden kann. The process according to the invention makes it possible to produce benzene in high purity without the need for complicated extractive distillations. In addition, by coupling steps (I) and (II), the hydrogen to be externally supplied to the system is reduced compared to a normal hydrodealing, since the hydrogen produced in step (I) is used immediately in step (II) can be.

Claims

1Patentansprüche 1Patentansprüche
1. Verfahren zur Dealkylierung von Alkyl-substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffen, wobei in Schritt (I) nichtaromatische Kohlenwasserstoffe mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen in Gegenwart von Wasserdampf und eines Katalysators aro- matisiert werden; und in1. A process for the dealkylation of alkyl-substituted aromatic hydrocarbons, wherein in step (I) non-aromatic hydrocarbons having at least 6 carbon atoms are aromatized in the presence of water vapor and a catalyst; and in
Schritt (II) wenigstens ein Teil des in Schritt (I) erhaltenen Produktstroms I (Re- aktionsprodukt-Schritt-l), welcher Alkyl-substituierte aromatische Koh- lenwasserstoffe enthält, mitStep (II) at least part of the product stream I (reaction product step I) obtained in step (I), which contains alkyl-substituted aromatic hydrocarbons, with
Hilfe von Wasserstoff, ggf. in Gegenwart eines Katalysators, umgesetzt wird, indem die Alkyl-substituierten aromatische Kohlenwasserstoffe dealkyliert werden.Help of hydrogen, if necessary in the presence of a catalyst is reacted by dealkylating the alkyl-substituted aromatic hydrocarbons.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Reaktionsprodukt-Schritt-I vollständig in Schritt (II) eingesetzt wird.2. The method of claim 1, wherein the reaction product step-I is used completely in step (II).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei aus dem Reaktionsprodukt-Schritt-I das enthaltene Wasser partiell oder vollständig abgetrennt wird.3. The method of claim 1 or 2, wherein from the reaction product step-I, the water contained is partially or completely separated.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei aus dem Reaktionsprodukt- Schritt-I der enthaltene Wasserstoff partiell oder vollständig abgetrennt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein from the reaction product step-I, the hydrogen contained is partially or completely separated.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Reaktionsprodukt-Schritt-I ohne Kompression oder ohne Entspannung dem Schritt (II) unterworfen wird.A process according to claim 1 or 2, wherein the reaction product step-I is subjected to step (II) without compression or relaxation.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Reaktionsprodukt-Schritt-I nach einer Kompression dem Schritt (II) unterworfen wird.6. The method of claim 1 or 2, wherein the reaction product step-I is subjected after compression to step (II).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Schritt (I) unter Zugabe eines sauerstoffhaltigen Gases betrieben wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the step (I) is operated with the addition of an oxygen-containing gas.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Schritt (II) unter Zugabe eines sauerstoffhaltigen Gases betrieben wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the step (II) is operated with the addition of an oxygen-containing gas.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei Schritt (II) in Gegenwart eines Katalysators durchgeführt wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, wherein step (II) is carried out in the presence of a catalyst.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der in Schritt (I) verwendete Katalysator einen Zirkonoxid-enthaltenden Träger enthält. A process according to any one of claims 1 to 9, wherein the catalyst used in step (I) comprises a zirconia-containing carrier.
1 1. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der in Schritt (I) verwendete Katalysator Platin enthält.1 1. The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the catalyst used in step (I) contains platinum.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , wobei der in Schritt (I) verwende- te Katalysator Zinn enthält.12. The method according to any one of claims 1 to 1 1, wherein the catalyst used in step (I) contains tin.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der in Schritt (II) verwendete Katalysator einen Aluminiumoxid-enthaltenden Träger enthält.13. The method according to any one of claims 1 to 12, wherein the catalyst used in step (II) comprises an alumina-containing carrier.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der in Schritt (II) verwendete Katalysator mindestens ein Metall ausgewählt aus der Gruppe VIB, der Gruppe VIIIB, Ti, Zr oder Sn enthält.14. The method according to any one of claims 1 to 13, wherein the catalyst used in step (II) contains at least one metal selected from the group VIB, the group VIIIB, Ti, Zr or Sn.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Feedstrom, der in Schritt (I) eingesetzt wird, mindestens 1 Vol.-% nichtaromatischen Kohlenwasserstoff mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen oder Gemische hiervon enthält.A process according to any one of claims 1 to 14, wherein the feed stream used in step (I) contains at least 1% by volume of non-aromatic hydrocarbon having at least 6 carbon atoms or mixtures thereof.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Feedstrom, der in Schritt (I) eingesetzt wird, mindestens 10 Vol.-% nichtaromatischen Kohlenwasserstoff mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen oder Gemische hiervon enthält. A process according to claim 15, wherein the feed stream used in step (I) contains at least 10% by volume of non-aromatic hydrocarbon having at least 6 carbon atoms or mixtures thereof.
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