WO2007082785A1 - Method for removal of fluorinated or chlorinated compounds from technical c4-hydrocarbon streams - Google Patents

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WO2007082785A1
WO2007082785A1 PCT/EP2007/050029 EP2007050029W WO2007082785A1 WO 2007082785 A1 WO2007082785 A1 WO 2007082785A1 EP 2007050029 W EP2007050029 W EP 2007050029W WO 2007082785 A1 WO2007082785 A1 WO 2007082785A1
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fluorine
technical
chlorine
isobutene
removal
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PCT/EP2007/050029
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Inventor
Phillip Hanefeld
Hans Peter Rath
Thomas Wettling
Original Assignee
Basf Se
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/12Purification; Separation; Use of additives by adsorption, i.e. purification or separation of hydrocarbons with the aid of solids, e.g. with ion-exchangers
    • C07C7/13Purification; Separation; Use of additives by adsorption, i.e. purification or separation of hydrocarbons with the aid of solids, e.g. with ion-exchangers by molecular-sieve technique
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/12Purification; Separation; Use of additives by adsorption, i.e. purification or separation of hydrocarbons with the aid of solids, e.g. with ion-exchangers

Definitions

  • the present invention relates to a process for the removal of fluorine- or chlorine-containing compounds from technical C4 hydrocarbon streams, in particular from those technical C4 hydrocarbon streams from which isobutene was partially or largely removed by polymerization reaction by means of a fluorine- or chlorine-containing catalyst.
  • the polymerization of isobutene, which can be used as pure isobutene or in the form of technical C4 hydrocarbon streams, to polyisobutenes is usually carried out as cationic polymerization using fluorine-containing catalysts such as boron trifluoride or boron trifluoride adducts such as boron trifluoride etherates or boron trifluoride alcoholates.
  • fluorine-containing catalysts such as boron trifluoride or boron trifluoride adducts such as boron trifluoride etherates or boron trifluoride alcoholates.
  • polyisobutenes having a high content of terminal double bonds so-called highly reactive polyisobutenes, are preferably produced.
  • This technology is described, for example, in WO 94/20554, WO 96/40808, WO 99/31 151 and WO 99/64482.
  • German Application No. 10 2004 033988.0 discloses a process for the preparation of highly reactive polyisobutenes having a low fluorine content, in which special moderators are used in the polymerization or the liquid reaction mixture after completion of the polymerization in the presence of such a moderator with an inorganic adsorbent such as a zeolite or Alumina is brought into contact.
  • an inorganic adsorbent such as a zeolite or Alumina
  • maximum fluorine contents of 10 ppm by weight and maximum chlorine contents of 50 ppm by weight are desirable. This generally applies to reusable C4 hydrocarbon streams containing fluorochemical compounds.
  • the fluorine- or chlorine-containing compounds, if they remain in the streams, can lead to severe corrosion problems in the plant components and later to problems of the quality of the products resulting at the end of a value-added chain, due to later release of hydrogen fluoride or hydrogen chloride.
  • the object of the present invention was therefore to provide a process for the removal of fluorine- or chlorine-containing compounds from technical C 4 hydrocarbon streams, in particular from those technical C 4 hydrocarbon streams from which isobutene has been partly or substantially removed by a polymerization reaction using a fluorine- or chlorine-containing catalyst, provide.
  • the technical C4 hydrocarbon streams to be treated are, based on their technical origin, in particular C4 raffinate streams such as raffinate 1, raffinate 1 P or raffinate 2, C4 cuts from isobutane dehydrogenation, C4 cuts from steam cultivators according to US Pat Butadiene extraction, C4 cuts from steam crackers after TeN hydrogenation (HC4) or C4 cuts from Fluid Catalyst Cracking (FCC).
  • C4 raffinate streams such as raffinate 1, raffinate 1 P or raffinate 2
  • C4 cuts from isobutane dehydrogenation
  • C4 cuts from steam cultivators according to US Pat Butadiene extraction
  • C4 cuts from steam crackers after TeN hydrogenation (HC4) or C4 cuts from Fluid Catalyst Cracking (FCC).
  • Such streams are largely exempt from contained 1, 3-butadiene, they contain in usually less than 1000 ppm by weight, preferably less than 200 ppm by weight of butadiene.
  • the content of 1-butene is 10 to 50% by weight
  • 2-butene is 10 to 40% by weight
  • isobutene is 30 to 50% by weight
  • butanes 2 to 35% by weight is typically, in a raffinate 1 stream, the content of 1-butene is 10 to 50% by weight, 2-butene is 10 to 40% by weight, isobutene is 30 to 50% by weight, and butanes 2 to 35% by weight.
  • the content of 1-butene is 1 to 15% by weight, 2-butene is 15 to 50% by weight, isobutene is 35 to 60% by weight, and butanes 2 are to 40% by weight.
  • the content of 1-butene is typically 15 to 60% by weight, 2-butene 5 to 50% by weight, isobutene 0.5 to 10% by weight and butanes 5 to 45 wt .-%.
  • the content of 1-butene is less than 1 wt%, 2-butene is less than 1 wt%, isobutene is 20 to 70 wt%, and butanes From 30 to 80% by weight.
  • the content of 1-butene is 10 to 30 wt .-%, of 2-butene 10 to 30 wt .-%, of isobutene 30 to 50 wt .-% and butane 5 to 20 wt .-%.
  • the content of 1-butene is 15 to 60% by weight, 2-butene is 5 to 50% by weight, and isobutene is 10 to 45% by weight. % and butanes 5 to 45 wt .-%.
  • the content of 1-butene is 5 to 25% by weight, 2-butene 10 to 40% by weight, isobutene 10 to 30% by weight, and butanes 30 to 70% by weight. -%.
  • the fluorine-containing compounds to be removed by the process according to the invention may be inorganic compounds such as hydrogen fluoride or metal fluorides, for example sodium fluoride, or organic compounds such as the mono- and polyisobutyl fluorides already mentioned.
  • Typical mono- or polyisobutyl fluorides can be represented by the following general formula:
  • Corresponding chlorine-containing compounds to be removed by the process according to the invention are structured or built up analogously to this.
  • such fluorine- or chlorine-containing compounds are completely or at least for the most part removed from technical C 4 hydrocarbon streams.
  • the maximum fluorine content in the streams treated by the process according to the invention is significantly lower than before treatment and is usually 10 ppm by weight, in many cases it is even lower, for example at a maximum of 5 ppm by weight.
  • the maximum chlorine content in the streams treated by the process according to the invention is also significantly lower than before treatment and is usually 50 ppm by weight, in many cases even lower, for example at a maximum of 20 ppm by weight.
  • the inventive method for the removal of fluorine- or chlorine-containing compounds is applied to such technical C4 hydrocarbon streams from which isobutene was partially or largely removed by polymerization reaction using a fluorine- or chlorine-containing catalyst.
  • the treated C4 hydrocarbon stream (after isobutene removal) is typically a raffinate 2 stream.
  • C4 hydrocarbon stream isobutene was partially or largely removed by polymerization reaction using a fluorine- or chlorine-containing catalyst, the current largely freed from fluorine- or chlorine-containing compounds according to the invention is preferably attributed to the polymerization reaction of isobutene.
  • a further technical possibility for the use of the process of the invention of fluorine- or chlorine-containing compounds substantially freed technical C4 hydrocarbon streams is the production of isooctene by dimerization reaction.
  • Isooctene is suitable, for example, as an additive for petrol for octane number improvement.
  • isooctene serves as starting material for the oxo synthesis of nonanols, which in turn can be a basis for the production of plasticizers or surfactants.
  • Another technical application for the process according to the invention of fluorine or chlorine-containing compounds largely freed technical C4 hydrocarbon streams, especially those with high 1-butene content, is the preparation of pentanols and / or pentanals by oxo synthesis (hydroformylation). mylierung).
  • pentanals such as n-valeraldehyde can subsequently be converted by Aldolkondensation and subsequent hydrogenation to 2-propylheptanol, which in turn can be a basis for the production of plasticizers or surfactants.
  • the said polymerization of the isobutene by means of a fluorine- or chlorine-containing catalyst, in particular a boron trifluoride-containing catalyst, is carried out by methods known to the person skilled in the art.
  • the polyisobutene produced usually has a number average molecular weight of 400 to 50,000 and a content of vinylidene groups of more than 50 mol%.
  • vinylene group content refers to the percentage of polyisobutene molecules having a vinylidene group based on the number of all olefinically unsaturated polyisobutene molecules in a sample. It can be determined by 1 H-NMR and / or 13 C-NMR spectroscopy, as is known in the art.
  • the content of methylidene groups is more than 50 mol%, preferably at least 60 mol%, particularly preferably at least 75 mol%.
  • the polyisobutene thus obtained has a number-average molecular weight M n of from 400 to 50,000, preferably from 500 to 5,000, in particular from 700 to 2,500.
  • the dispersity (D Mw / Mn) is typically less than 2.5, preferably less than 2.0, and more preferably less than 1.8.
  • moderators In the polymerization of isobutene with fluorine-containing catalysts such as boron trifluoride hydrogen cyanide, cyanides or nitriles can be included, which control the reactivity of the boron trifluoride catalyst and therefore can be referred to as "moderators". In contrast to other measures for controlling the catalyst activity, such. As lowering the temperature, these moderators allow high isobutene sales, whereby the formation of undesired Isobutenoligomerer and fluorinated compounds is pushed back.
  • fluorine-containing catalysts such as boron trifluoride hydrogen cyanide
  • moderators In contrast to other measures for controlling the catalyst activity, such. As lowering the temperature, these moderators allow high isobutene sales, whereby the formation of undesired Isobutenoligomerer and fluorinated compounds is pushed back.
  • Suitable moderators in the polymerization of the isobutene are hydrogen cyanide (hydrocyanic acid) or organic nitriles of the general formula R-CN, where R is alkyl, alkenyl, alkynyl, alkaryl or aralkyl having preferably up to 12 carbon atoms.
  • the moderator is selected from acetonitrile, propionitrile, acrylonitrile and benzonitrile.
  • inorganic cyanides in particular alkali metal and / or alkaline earth metal cyanides, such as sodium cyanide or potassium cyanide are also suitable.
  • the cyanides may conveniently be applied to inert insoluble carriers which are suspended in the reaction mixture.
  • the hydrocarbons other than isobutene can play the role of an inert diluent.
  • Isobutene itself can also be used as diluent if the polymerization is operated only to a partial conversion.
  • the diluents are freed prior to their use of impurities such as water, carboxylic acids or mineral acids, for example by adsorption on solid adsorbents such as activated carbon, molecular sieves or ion exchangers.
  • boron trifluoride complex catalysts are preferred. This is understood to mean catalysts of boron trifluoride and at least one cocatalyst. Suitable cocatalysts are usually oxygen-containing compounds.
  • the catalyst preferably has the composition:
  • L 1 is water, a halogenated hydrocarbon, a primary C 1 to C 8 alkanol, a C 3 to C 8 secondary alkanol, a phenol and / or a tertiary butyl ether,
  • L 2 represents at least one aldehyde and / or one ketone
  • the ratio b: a lies in the range from 0.9 to 3.0, preferably 1, 1 to 2.5,
  • the ratio d: a is in the range from 0 to 1.0, preferably 0.1 to 1, in particular 0.1 to 0.6.
  • the solubilizers L 3 have a solubilizing effect and increase the solubility of the catalyst complex in the feedstock.
  • ethers which are other than tert-butyl ethers and have at least 5 carbon atoms or long-chain and / or sterically hindered alcohols which provide shielding against the access of isobutene molecules. It is preferable to use dialkyl ethers having 5 to 20 carbon atoms, a secondary alkanol having 6 to 20 carbon atoms, a primary alkanol having 6 to 20 carbon atoms, and / or a tertiary C 4 to C 20 alkanol.
  • the BF3 concentration in the reactor is generally in the range of 0.005 to 1 wt .-%, based on the liquid reaction phase, in particular in the range of 0.01 to 0.7 wt .-% and especially in the range of 0.02 to 0.5% by weight.
  • the polymerization is generally carried out at a temperature in the range of -60 ° C to + 40 ° C, preferably less than 0 ° C, more preferably in the range of -5 ° C to -40 ° C and especially in the range of -10 ° C to -30 ° C.
  • the heat of polymerization is dissipated by means of a cooling device accordingly. This can be operated, for example, with liquid ammonia as a coolant. Another way to dissipate the heat of polymerization is the boiling-cooling. In this case, the heat released is removed by evaporation of the isobutene and / or other volatile constituents of the isobutene feedstock or the optionally volatile solvent.
  • the polymerization of the isobutene is carried out in at least two successive reactors, of which at least the first reactor is remixed in some areas, wherein one doses at least in the second and / or further reactor one or more of the above moderators.
  • a first subset of the moderator (s) is metered into the first reactor and at least one further subset is metered into the second or further reactor.
  • the proportion of the metered in the first reactor subset of the total amount of moderators is preferably 40 to 90%.
  • the isobutene supplied is generally polymerized to a partial conversion of up to 95%, preferably 50 to 90%, particularly preferably 70 to 90%, based on the isobutene introduced into the first reactor.
  • the discharge from the first reactor is preferably passed without further work-up into the second reactor or from a preceding to the subsequent reactor.
  • the further polymerization takes place without the addition of fresh isobutene.
  • the residence time of the reaction mixture in the first reactor is usually 5 to 60 minutes when adjusting an isobutene conversion of 50 to 90%, but may be shorter or longer, depending on whether a very active or less active catalyst is used.
  • a residence time of from 1 to 180, preferably from 2 to 120 minutes is generally set.
  • isobutene conversion is set in the last reactor so that the total conversion of the isobutene is 90 to 99.5%.
  • concentration of isobutene in the liquid reaction phase in the main reactor is generally in the range of 0.2 to 50 wt .-%, preferably in the range of 0.5 to 20 wt .-% and in particular in the range of 1 to 10 wt. -%, based on the liquid reaction phase.
  • polyisobutenes with number-average molecular weights M n in the range from 500 to 5000 it is preferable to work at an isobutene concentration in the range from 1 to 20% by weight and in particular in the range from 1 to 5% by weight.
  • an isobutene concentration in the range from 4 to 50% by weight preference is given to working at an isobutene concentration in the range from 4 to 50% by weight.
  • an isobutene concentration of 3% by weight does not fall below.
  • the temperature of the liquid reaction mixture in the polymerization reactor has a steady state value and does not change or only slightly during operation of the reactor.
  • the polymerization in the second reactor may be at a lower polymerization temperature than in the first reactor; it then usually requires further activation by addition of, for example, fresh boron trifluoride or a regulator, such as an aldehyde or ketone, z. Acetone.
  • the discharged from the polymerization reaction mixture still contains active catalyst.
  • the polyisobutene formed in the polymerization reactor may be adversely affected in terms of molecular weight, molecular weight distribution and end group content. Therefore, in order to prevent further reaction, the polymerization is usually stopped by deactivating the catalyst.
  • the deactivation can be effected, for example, by adding water, alcohols, acetonitrile, ammonia or aqueous solutions of mineral bases or by introducing the discharge into one of the abovementioned media.
  • the deactivation with water which is preferably carried out at temperatures in the range of 1 to 60 ° C (water temperature).
  • the deactivated discharge can be suitably used for pre-cooling of the inlet, z. B. in a countercurrent heat exchanger.
  • the boron trifluoride complex catalysts can also be largely separated from the effluent and recycled to the polymerization reaction.
  • the separation and recycling of the catalyst from the discharge of the polymerization reaction is known from WO 99/31 151, to which reference is made in its entirety.
  • To separate the catalyst from the discharge is preferably used sparingly soluble boron trifluoride complex catalysts and / or the reaction mixture to temperatures of, for example, 5 to 30 Kelvin below reactor temperature, preferably 10 to 20 Kelvin below reactor temperature, from.
  • the isobutene concentration in the discharge to values below 2 wt .-%, preferably 1 wt .-% and in particular below 0.5 wt .-%, based on the discharge, lower.
  • the catalyst precipitates in the form of finely divided droplets which, as a rule, rapidly change into a coherent phase.
  • the complex droplets or the coherent phase have a significantly higher density than the polymer solution.
  • they can therefore be separated from the polymer-rich, catalyst-poor product phase with the aid of separators, separators or other collecting containers.
  • the thereby separated polymer-rich product phase is generally homogeneous and contains only small amounts of soluble catalyst components. These are deactivated in the manner described above, preferably with water.
  • reaction mixture may, prior to adsorbent treatment, be subjected to various other treatments, e.g. B. a laundry for catalyst deactivation / removal and / or removal of volatile components.
  • This inorganic adsorbent generally comprises oxides and salts such as halogenides, in particular chlorides, sulfates, phosphates, carbonates or nitrates of silicon, aluminum, zirconium, calcium and / or titanium, which can have various dopings.
  • oxides and salts such as halogenides, in particular chlorides, sulfates, phosphates, carbonates or nitrates of silicon, aluminum, zirconium, calcium and / or titanium, which can have various dopings.
  • alumina, zeolites and combinations thereof The alumina used can in particular with a base, for. Example, an alkali or alkaline earth metal hydroxide or an alkali or alkaline earth metal cyanide, be doped.
  • the inorganic adsorbent may have an acidic, a neutral or a basic character.
  • Particularly well-suited inorganic adsorbents are those which have on their surface in addition to acidic or weakly acidic regions also basic or weakly basic ranges; The latter are able to covalently bind split-off hydrogen fluoride or hydrogen chloride. Efficient removal of the hydrogen fluoride or hydrogen chloride in particular prevents the undesired acid-catalyzed structural isomerization of 1-butene to 2-butene.
  • the inorganic adsorbent comprises an aluminum oxide.
  • Aluminum oxides are known as adsorbents for gases, liquids and solids, especially in chromatographic processes and methods.
  • Acid, neutral or basic aluminum oxides can be used for the process according to the invention for the removal of fluorine- or chlorine-containing compounds, in particular basic aluminas are suitable for this purpose.
  • Acidic aluminas usually have a pH of from 3 to 6, typically about 4.
  • Neutral aluminum oxides usually have a pH of 6 to 8, typically of about 7, on.
  • Basic aluminum oxides usually have a pH of 8 to 1 1, typically of about 9.5, on.
  • the aluminum oxides mentioned generally have pore volumes of 0.5 to 1.5 ml / g, typically of about 0.9 ml / g, usually inner surfaces of 70 to 250 m 2 / g, typically of about 150 m 2 / g, and usually particle sizes in the range of 30 to 300 microns, typically from 60 to 150 microns.
  • the inorganic adsorbent comprises a zeolite having mean pore sizes of at least 3 ⁇ , in particular from 5 to 15 ⁇ .
  • the mean pore size is determined by the crystal structure of the zeolite and z. B. are determined from X-ray structure data.
  • the fluorine-containing compounds to be removed can diffuse poorly and are therefore inadequately adsorbed or split.
  • the zeolites used are substantially free of acid.
  • Preferred zeolites are selected from zeolite A, zeolite L, zeolite X and zeolite Y.
  • zeolite 10 A which already shows a high absorptive cleavage performance at comparatively low temperatures.
  • the fluorine- or chlorine-containing compounds to be removed are presumably cleaved and the fluorine- or chlorine-containing cleavage products, such as hydrogen fluoride or hydrogen chloride, are adsorbed on the zeolite or chemically bound by the cations contained therein.
  • the hydrogen fluoride or hydrogen chloride by addition of an acid scavenger, z. B: an amine or a nitrile, to bind.
  • the inorganic adsorbent is conveniently activated prior to use by heating it usually under reduced pressure to a temperature of at least 150 ° C.
  • the technical C 4 -hydrocarbon stream is dried to a residual water content of 5 ppm by weight, in particular 3 ppm by weight, before it is brought into contact with the inorganic adsorbent.
  • the gas stream is preferably brought into contact with a zeolite having an average pore size of 4 ⁇ or less, usually at a temperature of less than 40 ° C., eg. At 5 to 35 ° C.
  • the contacting of the C4 hydrocarbon streams with the inorganic adsorbent can be carried out by any conceivable discontinuous or continuous process.
  • the usually gaseous technical C 4 hydrocarbon streams are usually passed over the inorganic absorption medium in the form of a solid, the absorbent being essentially fixed in its position in the apparatus or installation.
  • the adsorbent is in a fixed bed or in a loose bed disposed in an adsorption column through which the gas stream is passed.
  • the adsorption column is preferably arranged vertically and is flowed through by the gas flow in the direction of gravity or preferably against the force of gravity. It is also possible to use a plurality of adsorption columns connected in series.
  • the contacting of the technical C4 hydrocarbon streams with the inorganic adsorbent to remove the fluorine- or chlorine-containing compounds is generally carried out at temperatures of 5 to 240 ° C, preferably 30 to 200 ° C, especially 40 to 150 ° C.
  • the technical C4 hydrocarbon streams are usually adjusted in this contact to a pressure of 1 to 100 bar, in particular 1, 1 to 50 bar, especially 2 to 30 bar.
  • the usually present in gaseous technical C4 hydrocarbon streams may also be liquefied in exceptional cases.
  • the residence time ie the time during which the gas stream is in contact with the adsorbent, is typically 10 to 100 minutes.

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Abstract

The invention relates to the removal of fluorinated or chlorinated compounds from technical C4-hydrocarbon streams, normally containing as main components 1-butene, 2-butene, isobutene and butane, for example raffinate-1, raffinate-1P or raffinate-2 streams, by means of bringing the technical C4-hydrocarbon stream into contact with inorganic adsorption agents, normally, aluminium oxides, aluminium halides, zirconium oxides, titanium oxides, calcium oxides, silicates, or zeolites.

Description

Verfahren zur Entfernung von fluor- oder chlorhaltigen Verbindungen aus technischen C4-KohlenwasserstoffströmenProcess for removing fluorine- or chlorine-containing compounds from C4 hydrocarbon technical streams
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von fluor- oder chlorhaltigen Verbindungen aus technischen C4-Kohlenwasserstoffströmen, insbesondere aus solchen technischen C4-Kohlenwasserstoffströmen, aus denen Isobuten teilweise oder weitgehend durch Polymerisationsreaktion mittels eines fluor- bzw. chlorhaltigen Kata- lysators entfernt wurde.The present invention relates to a process for the removal of fluorine- or chlorine-containing compounds from technical C4 hydrocarbon streams, in particular from those technical C4 hydrocarbon streams from which isobutene was partially or largely removed by polymerization reaction by means of a fluorine- or chlorine-containing catalyst.
Die Polymerisation von Isobuten, welches als Rein-Isobuten oder in Form technischer C4-Kohlenwasserstoffströme eingesetzt werden kann, zu Polyisobutenen erfolgt üblicherweise als kationische Polymerisation unter Verwendung von fluorhaltigen Katalysatoren wie Bortrifluorid oder Bortrifluorid-Addukten wie Bortrifluorid-Etheraten oder Bortrifluorid-Alkoholaten. Hierbei werden bevorzugt Polyisobutene mit einem hohen Gehalt an endständigen Doppelbindungen, sogenannte hochreaktive Polyisobutene, erzeugt. Diese Technologie ist beispielsweise in WO 94/20554, WO 96/40808, WO 99/31 151 und WO 99/64482 beschrieben. Alternativ können auch chlorhaltige Katalysatoren zur Polymerisation von Isobuten, beispielsweise wasserfreies Aluminiumchlorid, verwendet werden.The polymerization of isobutene, which can be used as pure isobutene or in the form of technical C4 hydrocarbon streams, to polyisobutenes is usually carried out as cationic polymerization using fluorine-containing catalysts such as boron trifluoride or boron trifluoride adducts such as boron trifluoride etherates or boron trifluoride alcoholates. In this case, polyisobutenes having a high content of terminal double bonds, so-called highly reactive polyisobutenes, are preferably produced. This technology is described, for example, in WO 94/20554, WO 96/40808, WO 99/31 151 and WO 99/64482. Alternatively, chlorine-containing catalysts for the polymerization of isobutene, for example, anhydrous aluminum chloride, can be used.
Bei der Katalyse mit Bortrifluorid oder Bortrifluorid-Addukten kommt es jedoch als Nebenreaktion zur Anlagerung von Fluor an das Polyisobuten bzw. zur Bildung nieder- und mittelmolekularer fluorhaltiger Nebenprodukte wie tert.-Butylfluorid, Diisobutylfluo- rid oder Triisobutylfluorid, welche das Polyisobuten und den Restgasstrom kontaminieren. Wenn als Isobuten-Quelle technische C4-Kohlenwasserstoffströme wie das sogenannte Raffinat 1 verwendet werden, die neben Isobuten größere Mengen linearer Bu- tene, insbesondere 1 -Buten, enthalten, werden auch höhere Polyisobutylfluoride beo- bachtet. Letztere sind kaum aus dem gebildeten Polyisobuten und dem Restgasstrom zu entfernen und führen zu einer signifikanten Erhöhung des Fluorgehalts. Analoges gilt für auch für chlorhaltige Katalysatoren zur Polymerisation von Isobuten.In the catalysis with boron trifluoride or boron trifluoride adducts, however, there is a side reaction to the addition of fluorine to the polyisobutene or to the formation of low and medium molecular fluorine-containing by-products such as tert-butyl fluoride, diisobutyl fluoride or triisobutyl fluoride, which contaminate the polyisobutene and the residual gas stream , If technical C4 hydrocarbon streams such as the so-called raffinate 1 are used as isobutene source, which in addition to isobutene contain relatively large amounts of linear butenes, in particular 1-butene, higher polyisobutyl fluorides are also observed. The latter are hardly removed from the polyisobutene formed and the residual gas stream and lead to a significant increase in the fluorine content. The same applies to chlorine-containing catalysts for the polymerization of isobutene.
Aus der deutschen Anmeldung Az. 10 2004 033988.0 ist ein Verfahren zur Herstellung hochreaktiver Polyisobutene mit niedrigem Fluorgehalt bekannt, bei dem spezielle Moderatoren bei der Polymerisation verwendet werden oder das flüssige Reaktionsgemisch nach beendeter Polymerisation in Gegenwart eines solchen Moderators mit einem anorganischen Adsorptionsmittel wie einem Zeolith oder Aluminiumoxid in Kontakt gebracht wird. Um die Isobuten-abgereicherten C4-Kohlenwasserstoff-Restgasströme, die neben dem Polyisobuten anfallen, einer industriellen Weiterverwendung zuzuführen bzw. an anderen Stellen der Wertschöpfungskette verwenden zu können, ist eine Verringerung des Fluor- bzw. Chlorgehaltes erforderlich. Hierbei sind maximale Fluorgehalte von 10 Gew.-ppm und maximale Chlorgehalte von 50 Gew.-ppm anzustreben. Dies gilt generell für weiterzuverwendende technische C4-Kohlenwasserstoffströme, die fluor- haltige Verbindungen enthalten. Die fluor- oder chlorhaltigen Verbindungen können, wenn sie in den Strömen verbleiben, durch spätere Freisetzung von Fluorwasserstoff bzw. Chlorwasserstoff zu starken Korrosionsproblemen in den Anlagenteilen und zu Problemen der Qualität der am Ende einer Wertschöpfungskette resultierenden Produkte führen.German Application No. 10 2004 033988.0 discloses a process for the preparation of highly reactive polyisobutenes having a low fluorine content, in which special moderators are used in the polymerization or the liquid reaction mixture after completion of the polymerization in the presence of such a moderator with an inorganic adsorbent such as a zeolite or Alumina is brought into contact. In order to be able to supply the isobutene-depleted C4-hydrocarbon residual gas streams, which occur in addition to the polyisobutene, to industrial reuse or to be able to use them elsewhere in the value-added chain, a reduction in the fluorine or chlorine content is required. Here, maximum fluorine contents of 10 ppm by weight and maximum chlorine contents of 50 ppm by weight are desirable. This generally applies to reusable C4 hydrocarbon streams containing fluorochemical compounds. The fluorine- or chlorine-containing compounds, if they remain in the streams, can lead to severe corrosion problems in the plant components and later to problems of the quality of the products resulting at the end of a value-added chain, due to later release of hydrogen fluoride or hydrogen chloride.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Verfahren zur Entfernung von fluor- oder chlorhaltigen Verbindungen aus technischen C4-Kohlenwasserstoffströmen, insbesondere aus solchen technischen C4-Kohlenwasserstoffströmen, aus denen Isobuten teilweise oder weitgehend durch Polymerisationsreaktion mittels eines fluor- oder chlorhaltigen Katalysators entfernt wurde, bereitzustellen.The object of the present invention was therefore to provide a process for the removal of fluorine- or chlorine-containing compounds from technical C 4 hydrocarbon streams, in particular from those technical C 4 hydrocarbon streams from which isobutene has been partly or substantially removed by a polymerization reaction using a fluorine- or chlorine-containing catalyst, provide.
Demgemäß wurde ein Verfahren zur Entfernung von fluor- oder chlorhaltigen Verbin- düngen aus technischen C4-Kohlenwasserstoffströmen gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man den technischen C4-Kohlenwasserstoffstrom mit einem anorganischen Adsorptionsmittel in Kontakt bringt.Accordingly, a process for the removal of fluorine- or chlorine-containing compounds from technical C4 hydrocarbon streams has been found, which is characterized in that one brings the technical C4 hydrocarbon stream with an inorganic adsorbent in contact.
Die zu behandelnden technischen C4-Kohlenwasserstoffströme, die unter den üblichli- cherweise angewandten physikalischen Randbedingungen zumeist gasförmig sind, enthalten in der Regel als wesentliche Bestandteile 1 -Buten, 2-Buten, Isobuten und Butane, wobei unter 2-Buten sowohl eis- als auch trans-2-Buten sowie Mischungen hieraus verstanden werden sollen. Butadiene und Butine können in den Strömen in geringen Mengen mit vorliegen, sind meistens jedoch durch spezielle Aufbereitungs- methoden der Ströme, beispielsweise Destillation, Selektivhydrierung oder Extraktivdestillation, vor deren Einsatz stark abgereichert worden. Im Sinne der vorliegenden Erfindung umfassen technische C4-Kohlenwasserstoffströme auch Fluor- oder Chlorverbindungen enthaltende Restgasströme aus Polymerisationsreaktionen von Isobuten, die mit Rein-Isobuten betrieben werden.The technical C4 hydrocarbon streams to be treated, which are usually gaseous under the customary physical boundary conditions, generally contain 1-butene, 2-butene, isobutene and butanes as essential constituents, with both cis- and butene-2-butene Trans-2-butene and mixtures thereof are to be understood. Butadienes and butynes may be present in small amounts in the streams, but have mostly been greatly depleted prior to their use by special treatment methods of the streams, for example distillation, selective hydrogenation or extractive distillation. For the purposes of the present invention, technical C4 hydrocarbon streams also include fluorine or chlorine-containing residual gas streams from polymerization reactions of isobutene which are operated with pure isobutene.
Die zu behandelnden technischen C4-Kohlenwasserstoffströme sind - auf ihre technische Herkunft bezogen - insbesondere C4-Raffinat-Ströme wie Raffinat 1 , Raffinat 1 P oder Raffinat 2, C4-Schnitte aus der Isobutan-Dehydrierung, C4-Schnitte aus Steamc- rackern nach der Butadien-Extraktion, C4-Schnitte aus Steamcrackern nach der TeN- hydrierung (HC4) oder C4-Schnitte aus dem Fluid Catalyst Cracking (FCC). Derartige Ströme sind weitgehend von darin enthaltenem 1 ,3-Butadien befreit, sie enthalten in der Regel weniger als 1000 Gew.-ppm, vorzugsweise weniger als 200 Gew.-ppm Butadien.The technical C4 hydrocarbon streams to be treated are, based on their technical origin, in particular C4 raffinate streams such as raffinate 1, raffinate 1 P or raffinate 2, C4 cuts from isobutane dehydrogenation, C4 cuts from steam cultivators according to US Pat Butadiene extraction, C4 cuts from steam crackers after TeN hydrogenation (HC4) or C4 cuts from Fluid Catalyst Cracking (FCC). Such streams are largely exempt from contained 1, 3-butadiene, they contain in usually less than 1000 ppm by weight, preferably less than 200 ppm by weight of butadiene.
Typischerweise beträgt in einem Raffinat 1 -Strom der Gehalt an 1 -Buten 10 bis 50 Gew.-%, an 2-Buten 10 bis 40 Gew.-%, an Isobuten 30 bis 50 Gew.-% und an Bu- tanen 2 bis 35 Gew.-%.Typically, in a raffinate 1 stream, the content of 1-butene is 10 to 50% by weight, 2-butene is 10 to 40% by weight, isobutene is 30 to 50% by weight, and butanes 2 to 35% by weight.
Typischerweise beträgt in einem Raffinat 1 P-Strom der Gehalt an 1 -Buten 1 bis 15 Gew.-%, an 2-Buten 15 bis 50 Gew.-%, an Isobuten 35 bis 60 Gew.-% und an Bu- tanen 2 bis 40 Gew.-%.Typically, in a raffinate 1 P stream, the content of 1-butene is 1 to 15% by weight, 2-butene is 15 to 50% by weight, isobutene is 35 to 60% by weight, and butanes 2 are to 40% by weight.
Typischerweise beträgt in einem Raffinat 2-Strom der Gehalt an 1 -Buten 15 bis 60 Gew.-%, an 2-Buten 5 bis 50 Gew.-%, an Isobuten 0,5 bis 10 Gew.-% und an Buta- nen 5 bis 45 Gew.-%.In a raffinate 2 stream, the content of 1-butene is typically 15 to 60% by weight, 2-butene 5 to 50% by weight, isobutene 0.5 to 10% by weight and butanes 5 to 45 wt .-%.
Typischerweise beträgt in einem C4-Schnitte aus der Isobutan-Dehydrierung der Gehalt an 1 -Buten weniger als 1 Gew.-%, an 2-Buten weniger als 1 Gew.-%, an Isobuten 20 bis 70 Gew.-% und an Butanen 30 bis 80 Gew.-%.Typically, in a C4 cut from isobutane dehydrogenation, the content of 1-butene is less than 1 wt%, 2-butene is less than 1 wt%, isobutene is 20 to 70 wt%, and butanes From 30 to 80% by weight.
Typischerweise beträgt in einem C4-Schnitte aus Steamcrackern nach der Butadien- Extraktion der Gehalt an 1 -Buten 10 bis 30 Gew.-%, an 2-Buten 10 bis 30 Gew.-%, an Isobuten 30 bis 50 Gew.-% und an Butanen 5 bis 20 Gew.-%.Typically, in a C4 cut from steam crackers after butadiene extraction, the content of 1-butene is 10 to 30 wt .-%, of 2-butene 10 to 30 wt .-%, of isobutene 30 to 50 wt .-% and butane 5 to 20 wt .-%.
Typischerweise beträgt in einem teilhydrierten C4-Schnitt aus dem Steamcracker (HC4-Strom) der Gehalt an 1 -Buten 15 bis 60 Gew.-%, an 2-Buten 5 bis 50 Gew.-%, an Isobuten 10 bis 45 Gew.-% und an Butanen 5 bis 45 Gew.-%.Typically, in a partially hydrogenated C4 cut from the steam cracker (HC4 stream), the content of 1-butene is 15 to 60% by weight, 2-butene is 5 to 50% by weight, and isobutene is 10 to 45% by weight. % and butanes 5 to 45 wt .-%.
Typischerweise beträgt in einem FCC-Strom der Gehalt an 1 -Buten 5 bis 25 Gew.-%, an 2-Buten 10 bis 40 Gew.-%, an Isobuten 10 bis 30 Gew.-% und an Butanen 30 bis 70 Gew.-%.Typically, in a FCC stream, the content of 1-butene is 5 to 25% by weight, 2-butene 10 to 40% by weight, isobutene 10 to 30% by weight, and butanes 30 to 70% by weight. -%.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu entfernenden fluorhaltigen Verbindungen können anorganische Verbindungen wie Fluorwasserstoff oder Metallfluoride, beispielsweise Natriumfluorid, oder organische Verbindungen wie die bereits eingangs genannten Mono- und Polyisobutylfluoride sein. Typische Mono- bzw. Polyisobutylfluo- ride lassen sich durch folgende allgemeine Formel wiedergeben:The fluorine-containing compounds to be removed by the process according to the invention may be inorganic compounds such as hydrogen fluoride or metal fluorides, for example sodium fluoride, or organic compounds such as the mono- and polyisobutyl fluorides already mentioned. Typical mono- or polyisobutyl fluorides can be represented by the following general formula:
Figure imgf000004_0001
n = 0 Monoisobutenylfluorid (= tert.-Butylfluorid) n = 1 Diisobutylfluorid n = 2 Triisobutylfluorid n = 3 Tetraisobutylfluorid n = 4 Pentaisobutylfluorid
Figure imgf000004_0001
n = 0 monoisobutenyl fluoride (= tert-butyl fluoride) n = 1 diisobutyl fluoride n = 2 triisobutyl fluoride n = 3 tetraisobutyl fluoride n = 4 pentaisobutyl fluoride
Entsprechenden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu entfernende chlorhaltige Verbindungen sind analog hierzu strukturiert oder aufgebaut.Corresponding chlorine-containing compounds to be removed by the process according to the invention are structured or built up analogously to this.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden derartige fluor- oder chlorhaltige Verbindungen aus technischen C4-Kohlenwasserstoffströmen nahezu vollständig oder zumindest zu einem überwiegenden Teil entfernt. Der maximale Fluorgehalt in den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Strömen liegt deutlich niedriger als vor der Behandlung und beträgt meist 10 Gew.-ppm, in vielen Fällen liegt er noch niedriger, beispielsweise bei maximal 5 Gew.-ppm. Der maximale Chlorgehalt in den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Strömen liegt ebenfalls deutlich niedriger als vor der Behandlung und beträgt meist 50 Gew.-ppm, in vielen Fällen liegt er noch niedriger, beispielsweise bei maximal 20 Gew.-ppm.With the process according to the invention, such fluorine- or chlorine-containing compounds are completely or at least for the most part removed from technical C 4 hydrocarbon streams. The maximum fluorine content in the streams treated by the process according to the invention is significantly lower than before treatment and is usually 10 ppm by weight, in many cases it is even lower, for example at a maximum of 5 ppm by weight. The maximum chlorine content in the streams treated by the process according to the invention is also significantly lower than before treatment and is usually 50 ppm by weight, in many cases even lower, for example at a maximum of 20 ppm by weight.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Entfernung von fluor- oder chlorhaltigen Verbindungen auf solche technische C4-Kohlen- wasserstoffströme angewandt, aus denen Isobuten teilweise oder weitgehend durch Polymerisationsreaktion mittels eines fluor- oder chlorhaltigen Katalysators entfernt wurde. Bei dieser Ausführungsform ist der behandelte technische C4-Kohlenwasser- stoffstrom (nach der Isobuten-Entfernung) typischerweise ein Raffinat 2-Strom.In a preferred embodiment, the inventive method for the removal of fluorine- or chlorine-containing compounds is applied to such technical C4 hydrocarbon streams from which isobutene was partially or largely removed by polymerization reaction using a fluorine- or chlorine-containing catalyst. In this embodiment, the treated C4 hydrocarbon stream (after isobutene removal) is typically a raffinate 2 stream.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren von fluor- oder chlorhaltigen Verbindungen weitgehend befreiten technischen C4-Kohlenwasserstoffströme eignen sich für verschiedenste technische Einsatzzwecke. Im Falle, dass aus dem technischenThe technical C4 hydrocarbon streams largely freed from fluorine- or chlorine-containing compounds by the process of the invention are suitable for a wide variety of industrial applications. In the event that from the technical
C4-Kohlenwasserstoffstrom Isobuten teilweise oder weitgehend durch Polymerisationsreaktion mittels eines fluor- oder chlorhaltigen Katalysators entfernt wurde, wird der erfindungsgemäß weitgehend von fluor- bzw. chlorhaltigen Verbindungen befreite Strom vorzugsweise in die Polymerisationsreaktion des Isobutens zurückgeführt.C4 hydrocarbon stream isobutene was partially or largely removed by polymerization reaction using a fluorine- or chlorine-containing catalyst, the current largely freed from fluorine- or chlorine-containing compounds according to the invention is preferably attributed to the polymerization reaction of isobutene.
Eine weitere technische Einsatzmöglichkeit für die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren von fluor- oder chlorhaltigen Verbindungen weitgehend befreiten technischen C4-Kohlenwasserstoffströme ist die Herstellung von Isoocten durch Dimerisierungs- reaktion. Isoocten eignet sich beispielsweise als Additiv für Ottokraftstoffe zur Oktan- Zahlverbesserung. Weiterhin dient Isoocten als Ausgangsmaterial für die Oxo-Syn- these von Nonanolen, welche ihrerseits eine Basis für die Produktion von Weichmachern oder Tensiden sein können. Eine weitere technische Einsatzmöglichkeit für die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren von fluor- oder chlorhaltigen Verbindungen weitgehend befreiten technischen C4-Kohlenwasserstoffströme, insbesondere für solche mit hohem 1 -Buten-Gehalt, ist die Herstellung von Pentanolen und/oder Pentanalen durch Oxo-Synthese (Hydrofor- mylierung). Pentanale wie n-Valeraldehyd können beispielsweise anschließend durch Aldolkondensation und nachfolgende Hydrierung zu 2-Propylheptanol umgewandelt werden, welches seinerseits wiederum eine Basis für die Produktion von Weichmachern oder Tensiden sein kann.A further technical possibility for the use of the process of the invention of fluorine- or chlorine-containing compounds substantially freed technical C4 hydrocarbon streams is the production of isooctene by dimerization reaction. Isooctene is suitable, for example, as an additive for petrol for octane number improvement. Furthermore, isooctene serves as starting material for the oxo synthesis of nonanols, which in turn can be a basis for the production of plasticizers or surfactants. Another technical application for the process according to the invention of fluorine or chlorine-containing compounds largely freed technical C4 hydrocarbon streams, especially those with high 1-butene content, is the preparation of pentanols and / or pentanals by oxo synthesis (hydroformylation). mylierung). For example, pentanals such as n-valeraldehyde can subsequently be converted by Aldolkondensation and subsequent hydrogenation to 2-propylheptanol, which in turn can be a basis for the production of plasticizers or surfactants.
Eine weitere technische Einsatzmöglichkeit für die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren von fluor- oder chlorhaltigen Verbindungen weitgehend befreiten technischen C4-Kohlenwasserstoffströme ist die Rückführung dieser Ströme als Rohstoff in den Steamcracker.Another technical application for the process of the invention of fluorine or chlorine-containing compounds largely freed technical C4 hydrocarbon streams is the return of these streams as a raw material in the steam cracker.
Die besagte Polymerisation des Isobutens mittels eines fluor- oder chlorhaltigen, insbesondere eines Bortrifluorid-haltigen Katalysators erfolgt nach dem Fachmann bekannten Verfahren. Das hergestellte Polyisobuten weist meist ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 400 bis 50.000 und einen Gehalt an Vinylidengruppen von mehr als 50 Mol-% auf.The said polymerization of the isobutene by means of a fluorine- or chlorine-containing catalyst, in particular a boron trifluoride-containing catalyst, is carried out by methods known to the person skilled in the art. The polyisobutene produced usually has a number average molecular weight of 400 to 50,000 and a content of vinylidene groups of more than 50 mol%.
Der Ausdruck "Gehalt an Vinylidengruppen" bezieht sich auf den prozentualen Anteil von Polyisobutenmolekülen mit Vinylidengruppe, bezogen auf die Zahl aller olefinisch ungesättigten Polyisobutenmoleküle in einer Probe. Er kann durch 1H-NMR- und/oder 13C-NMR-Spektroskopie ermittelt werden, wie dem Fachmann geläufig ist. Der Gehalt an Methylidengruppen beträgt mehr als 50 Mol-%, vorzugsweise wenigstens 60 Mol-%, besonders bevorzugt wenigstens 75 Mol-%.The term "vinylidene group content" refers to the percentage of polyisobutene molecules having a vinylidene group based on the number of all olefinically unsaturated polyisobutene molecules in a sample. It can be determined by 1 H-NMR and / or 13 C-NMR spectroscopy, as is known in the art. The content of methylidene groups is more than 50 mol%, preferably at least 60 mol%, particularly preferably at least 75 mol%.
Das so erhaltene Polyisobuten weist ein zahlenmittleres Molekulargewicht Mn von 400 bis 50.000, vorzugsweise 500 bis 5000, insbesondere 700 bis 2500 auf. Die Dispersizi- tat (D = Mw/Mn) beträgt typischerweise weniger als 2,5, vorzugsweise weniger als 2,0 und insbesondere weniger als 1 ,8.The polyisobutene thus obtained has a number-average molecular weight M n of from 400 to 50,000, preferably from 500 to 5,000, in particular from 700 to 2,500. The dispersity (D = Mw / Mn) is typically less than 2.5, preferably less than 2.0, and more preferably less than 1.8.
Bei der Polymerisation des Isobutens mit fluorhaltigen Katalysatoren wie Bortrifluorid können Cyanwasserstoff, Cyanide oder Nitrile mitverwendet werden, die die Reaktivität des Bortrifluorid-Katalysators steuern und daher als "Moderatoren" bezeichnet werden können. Im Gegensatz zu anderen Maßnahmen zur Steuerung der Katalysatoraktivität, wie z. B. Temperaturerniedrigung, erlauben diese Moderatoren hohe Isobutenumsätze, wobei auch die Bildung unerwünschter Isobutenoligomerer und fluorierter Verbindungen zurückgedrängt wird. Als Moderatoren bei der Polymerisation des Isobutens eignen sich Cyanwasserstoff (Blausäure) oder organische Nitrile der allgemeinen Formel R-CN, worin R für Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Alkaryl oder Aralkyl mit vorzugsweise bis zu 12 Kohlenstoffatomen steht. Vorzugsweise ist der Moderator unter Acetonitril, Propionitril, Acrylnitril und Ben- zonitril ausgewählt.In the polymerization of isobutene with fluorine-containing catalysts such as boron trifluoride hydrogen cyanide, cyanides or nitriles can be included, which control the reactivity of the boron trifluoride catalyst and therefore can be referred to as "moderators". In contrast to other measures for controlling the catalyst activity, such. As lowering the temperature, these moderators allow high isobutene sales, whereby the formation of undesired Isobutenoligomerer and fluorinated compounds is pushed back. Suitable moderators in the polymerization of the isobutene are hydrogen cyanide (hydrocyanic acid) or organic nitriles of the general formula R-CN, where R is alkyl, alkenyl, alkynyl, alkaryl or aralkyl having preferably up to 12 carbon atoms. Preferably, the moderator is selected from acetonitrile, propionitrile, acrylonitrile and benzonitrile.
Daneben eignen sich auch anorganische Cyanide, insbesondere Alkalimetall- und/oder Erdalkalimetallcyanide, wie Natriumcyanid oder Kaliumcyanid. Die Cyanide können zweckmäßigerweise auf inerte unlösliche Träger aufgebracht werden, die im Reakti- onsgemisch suspendiert werden.In addition, inorganic cyanides, in particular alkali metal and / or alkaline earth metal cyanides, such as sodium cyanide or potassium cyanide are also suitable. The cyanides may conveniently be applied to inert insoluble carriers which are suspended in the reaction mixture.
Der Moderator wird im Allgemeinen in einer Menge von 1 bis 25 mol-%, vorzugsweise 5 bis 15 mol-%, bezogen auf das Bortrifluorid, zum Reaktionsgemisch gegeben.The moderator is generally added to the reaction mixture in an amount of 1 to 25 mol%, preferably 5 to 15 mol%, based on the boron trifluoride.
Aufgrund der hohen Viskosität der erzeugten Polyisobutene erfolgt die Polymerisation des Isobutens in aller Regel in Gegenwart eines Verdünnungsmittels. Hierfür sind solche Verdünnungsmittel oder -gemische geeignet, die gegenüber den eingesetzten Reagenzien inert sind. Geeignete Verdünnungsmittel sind gesättigte oder ungesättigte aliphatische, cycloaliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, beispielsweise gesättigte Kohlenwasserstoffe wie Butan, Pentan, Hexan, Heptan, Octan, iso-Octan, Cyclopentan, Cyclohexan, Methylcyclohexan, Toluol oder Ethylbenzol; halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Methylchlorid, Dichlormethan oder Trichlormethan sowie Mischungen der vorgenannten Verbindungen. Bei Einsatz von technischen C4-Kohlen- wasserstoffströmen als Einsatzmaterial können die von Isobuten verschiedenen Koh- lenwasserstoffe die Rolle eines inerten Verdünnungsmittels übernehmen. Als Verdünnungsmittel kann auch Isobuten selbst verwendet werden, wenn die Polymerisation nur bis zu einem Teilumsatz betrieben wird. Vorzugsweise werden die Verdünnungsmittel vor ihrem Einsatz von Verunreinigungen wie Wasser, Carbonsäuren oder Mineralsäuren befreit, beispielsweise durch Adsorption an festen Adsorbentien, wie Aktivkohle, Molekularsieben oder Ionenaustauschern.Due to the high viscosity of the polyisobutenes produced, the polymerization of the isobutene is generally carried out in the presence of a diluent. For this purpose, such diluents or mixtures are suitable, which are inert to the reagents used. Suitable diluents are saturated or unsaturated aliphatic, cycloaliphatic and aromatic hydrocarbons, for example saturated hydrocarbons such as butane, pentane, hexane, heptane, octane, isooctane, cyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, toluene or ethylbenzene; halogenated hydrocarbons such as methyl chloride, dichloromethane or trichloromethane and mixtures of the abovementioned compounds. When C4 hydrocarbon feedstreams are used as feedstock, the hydrocarbons other than isobutene can play the role of an inert diluent. Isobutene itself can also be used as diluent if the polymerization is operated only to a partial conversion. Preferably, the diluents are freed prior to their use of impurities such as water, carboxylic acids or mineral acids, for example by adsorption on solid adsorbents such as activated carbon, molecular sieves or ion exchangers.
Als Katalysatoren sind Bortrifluorid-Komplexkatalysatoren bevorzugt. Hierunter versteht man Katalysatoren aus Bortrifluorid und wenigstens einem Cokatalysator. Geeignete Cokatalysatoren sind in der Regel sauerstoffhaltige Verbindungen. Der Katalysator weist vorzugsweise die Zusammensetzung auf:As catalysts boron trifluoride complex catalysts are preferred. This is understood to mean catalysts of boron trifluoride and at least one cocatalyst. Suitable cocatalysts are usually oxygen-containing compounds. The catalyst preferably has the composition:
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worin • L1 für Wasser, einen Halogenkohlenwasserstoff, ein primäres d- bis Cs-Alkanol, ein sekundäres C3- bis Cs-Alkanol, ein Phenol und/oder einen tert.-Butylether steht,wherein L 1 is water, a halogenated hydrocarbon, a primary C 1 to C 8 alkanol, a C 3 to C 8 secondary alkanol, a phenol and / or a tertiary butyl ether,
• L2 für wenigstens einen Aldehyd und/oder ein Keton steht,L 2 represents at least one aldehyde and / or one ketone,
• L3 für einen von einem tert.-Butylether verschiedenen Ether mit wenigstens 5 Kohlenstoffatomen, ein sekundäres Alkanol mit wenigstens 6 Kohlenstoffatomen, ein primäres Alkanol mit wenigstens 6 Kohlenstoffatomen und/oder ein tertiäres Alkanol steht,L 3 is an ether other than a tert-butyl ether having at least 5 carbon atoms, a secondary alkanol having at least 6 carbon atoms, a primary alkanol having at least 6 carbon atoms and / or a tertiary alkanol,
• das Verhältnis b:a im Bereich von 0,9 bis 3,0, vorzugsweise 1 ,1 bis 2,5, liegt,The ratio b: a lies in the range from 0.9 to 3.0, preferably 1, 1 to 2.5,
• das Verhältnis c:a im Bereich von 0 bis 0,5, vorzugsweise 0 bis 0,3, liegt,The ratio c: a lies in the range from 0 to 0.5, preferably 0 to 0.3,
• das Verhältnis d:a im Bereich von 0 bis 1 ,0, vorzugsweise 0,1 bis 1 , insbesondere 0,1 bis 0,6, liegt.The ratio d: a is in the range from 0 to 1.0, preferably 0.1 to 1, in particular 0.1 to 0.6.
Bei den Startern L1 handelt es sich um Verbindungen mit einem abstrahierbaren Was- serstoffatom ohne wesentliche sterische Hinderung. Sie werden als "Starter" bezeichnet, weil ihr aktives Wasserstoffatom am Anfang der wachsenden Polyisobutenkette eingebaut wird. Daneben eignen sich tert.-Butylether wie tert.-Butylmethylether, die leicht ein tert.-Butylkation bilden, Phenole wie Phenol oder Kresole, oder Halogenkohlenwasserstoffe wie Dichlormethan oder Trichlormethan. Als L1 sind beispielsweise Wasser, Methanol, Ethanol, 2-Propanol und/oder 1-Propanol geeignet. Davon ist Methanol am meisten bevorzugt.The starters L 1 are compounds with an abstractable hydrogen atom without significant steric hindrance. They are called "starters" because their active hydrogen atom is incorporated at the beginning of the growing polyisobutene chain. In addition, tert-butyl ethers such as tert-butyl methyl ether, which readily form a tert-butyl cation, phenols such as phenol or cresols, or halogenated hydrocarbons such as dichloromethane or trichloromethane are suitable. As L 1 , for example, water, methanol, ethanol, 2-propanol and / or 1-propanol are suitable. Of these, methanol is most preferred.
Als Regler L2 können Aldehyde und/oder Ketone mitverwendet werden, die üblicherweise ein bis 20, vorzugsweise 2 bis 10 Kohlenstoffatome umfassen und in denen vor- zugsweise andere funktionelle Gruppen als die Carbonylgruppe abwesend sind. Als L2 sind beispielsweise Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd, n-Butyraldehyd, iso- Butyraldehyd, Aceton, Methylethylketon und Diethylketon geeignet. Dabei ist Aceton am meisten bevorzugt.Aldehydes and / or ketones, which usually comprise one to 20, preferably 2 to 10, carbon atoms and in which preferably other functional groups than the carbonyl group are absent, may also be used as regulator L 2 . As L 2 , for example, formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, n-butyraldehyde, isobutyraldehyde, acetone, methyl ethyl ketone and diethyl ketone are suitable. Acetone is the most preferred.
Die Solubilisatoren L3 haben eine löslichkeitsvermittelnde Wirkung und erhöhen die Löslichkeit des Katalysatorkomplexes im Einsatzmaterial. Es handelt sich um von tert- Butylethern verschiedene Ether mit wenigstens 5 Kohlenstoffatomen oder langkettige und/oder sterisch gehinderte Alkohole, die eine Abschirmung gegen den Zutritt von Isobutenmolekülen bieten. Man verwendet vorzugsweise Dialkylether mit 5 bis 20 Koh- lenstoffatomen, ein sekundäres Alkanol mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, ein primäres Alkanol mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen und/oder ein tertiäres C4- bis C2o-Alkanol. Werden primäre Alkanole verwendet, weisen diese vorzugsweise eine ß-Verzweigung auf, d. h. eine Verzweigung an dem benachbarten Kohlenstoffatom zum Kohlenstoffatom, das die Hydroxylgruppe trägt. Geeignete Vertreter sind beispielsweise unter Di-n-butyl- ether, Di-n-hexylether, Dioctylether, 2-Ethylhexanol, 2-Propylheptanol, den Oxoalkoho- len von Di-, Tri- und Tetramerpropylen und Di- und Trimerbuten, linearen 1 -Alkoholen (die z. B. durch die Alfol®-Verfahren erhältlich sind), sofern sie unter Reaktionsbedingungen flüssig sind, wie n-Hexanol oder n-Octanol, und tert.-Butanol ausgewählt. Davon ist 2-Ethylhexanol am meisten bevorzugt.The solubilizers L 3 have a solubilizing effect and increase the solubility of the catalyst complex in the feedstock. These are ethers which are other than tert-butyl ethers and have at least 5 carbon atoms or long-chain and / or sterically hindered alcohols which provide shielding against the access of isobutene molecules. It is preferable to use dialkyl ethers having 5 to 20 carbon atoms, a secondary alkanol having 6 to 20 carbon atoms, a primary alkanol having 6 to 20 carbon atoms, and / or a tertiary C 4 to C 20 alkanol. If primary alkanols are used, these preferably have a β-branch, ie, a branch on the adjacent carbon atom to the carbon atom bearing the hydroxyl group. Suitable representatives are, for example, di-n-butyl ether, di-n-hexyl ether, dioctyl ether, 2-ethylhexanol, 2-propylheptanol, the oxo alcohols of di-, tri- and tetramerpropylene and di- and trimerbutene, linear 1 - Alcohols (which are available, for example, by the Alfol® process), if they are liquid under reaction conditions, such as n-hexanol or n-octanol, and selected tert-butanol. Of these, 2-ethylhexanol is most preferred.
Die BF3-Konzentration im Reaktor liegt in der Regel im Bereich von 0,005 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die flüssige Reaktionsphase, insbesondere im Bereich von 0,01 bis 0,7 Gew.-% und speziell im Bereich von 0,02 bis 0,5 Gew.-%.The BF3 concentration in the reactor is generally in the range of 0.005 to 1 wt .-%, based on the liquid reaction phase, in particular in the range of 0.01 to 0.7 wt .-% and especially in the range of 0.02 to 0.5% by weight.
Die Bortrifluorid-Komplexe können in separaten Reaktoren vor ihrem Einsatz im erfindungsgemäßen Verfahren vorgebildet werden, nach ihrer Bildung zwischengelagert und je nach Bedarf in die Polymerisationsapparatur eindosiert werden.The boron trifluoride complexes can be preformed in separate reactors prior to their use in the process according to the invention, stored after their formation and metered into the polymerization apparatus as required.
Eine andere, bevorzugte Variante besteht darin, dass man die Bortrifluorid-Komplexe in situ in der Polymerisationsapparatur oder einem Zulauf erzeugt. Bei dieser Verfahrensweise wird der jeweilige Cokatalysator gegebenenfalls gemeinsam mit einem Lö- sungsmittel in die Polymerisationsapparatur oder den Zulauf eingespeist und Bortrifluo- rid in der erforderlichen Menge in dieser Mischung der Reaktanten dispergiert. Hierbei setzt sich das Bortrifluorid und der Cokatalysator zum Bortrifluorid-Komplex um. Anstelle eines zusätzlichen Lösungsmittels kann bei der in situ-Erzeugung des Bortrifluorid- Katalysator-Komplexes die Reaktionsmischung aus nicht umgesetztem Isobuten und Polyisobuten als Lösungsmittel fungieren.Another preferred variant is that the boron trifluoride complexes are generated in situ in the polymerization apparatus or an inlet. In this procedure, the particular cocatalyst is optionally fed together with a solvent into the polymerization apparatus or the feed and dispersed boron trifluoride in the required amount in this mixture of the reactants. Here, the boron trifluoride and the cocatalyst to the boron trifluoride complex to. Instead of an additional solvent, the reaction mixture of unreacted isobutene and polyisobutene may function as a solvent in the in situ generation of the boron trifluoride catalyst complex.
Die Polymerisation von Isobuten erfolgt vorzugsweise in einem kontinuierlichen Verfahren. Maßnahmen zur kontinuierlichen Polymerisation von Isobuten in Gegenwart Bortrifluorid-haltiger Katalysatoren in inerten organischen Lösungsmitteln zu Polyisobu- ten sind an sich bekannt. Bei einem kontinuierlichen Verfahren wird kontinuierlich ein Teil der im Polymerisationsreaktor entstandenen Reaktionsmischung ausgetragen. Eine dem Austrag entsprechende Menge an Einsatzmaterialien wird dem Polymerisationsreaktor kontinuierlich zugeführt und mit einer Umlaufmenge vermischt. Das Verhältnis von Umlaufmenge zur Zulaufmenge liegt in der Regel im Bereich von 1000:1 bis 1 :1 , bevorzugt im Bereich von 500:1 bis 5:1 und insbesondere im Bereich von 20:1 bis 100:1 v/v. Die mittlere Verweildauer des zu polymerisierenden Isobutens im Polymerisationsreaktor, die durch Reaktionsvolumen und Zulaufmenge bestimmt wird, kann 5 Sekunden bis mehrere Stunden betragen. Verweilzeiten von 1 bis 30 min, insbesondere 2 bis 20 min, sind bevorzugt.The polymerization of isobutene is preferably carried out in a continuous process. Measures for the continuous polymerization of isobutene in the presence of boron trifluoride-containing catalysts in inert organic solvents to give polyisobutene are known per se. In a continuous process, part of the reaction mixture formed in the polymerization reactor is continuously discharged. An amount of feedstocks corresponding to the discharge is continuously supplied to the polymerization reactor and mixed with a circulating amount. The ratio of circulating amount to feed quantity is generally in the range from 1000: 1 to 1: 1, preferably in the range from 500: 1 to 5: 1 and in particular in the range from 20: 1 to 100: 1 v / v. The average residence time of the isobutene to be polymerized in the polymerization reactor, which is determined by reaction volume and feed quantity, can be from 5 seconds to several hours. Residence times of 1 to 30 minutes, in particular 2 to 20 minutes, are preferred.
Die Polymerisation erfolgt im Allgemeinen bei einer Temperatur im Bereich von -60°C bis +40°C, vorzugsweise weniger als 0°C, besonders bevorzugt im Bereich von -5°C bis -40°C und speziell im Bereich von -10°C bis -30°C. Die Polymerisationswärme wird entsprechend mit Hilfe einer Kühlvorrichtung abgeführt. Diese kann beispielsweise mit flüssigem Ammoniak als Kühlmittel betrieben werden. Eine andere Möglichkeit, die Polymerisationswärme abzuleiten, ist die Siedekühlung. Dabei wird die freiwerdende Wärme durch Verdampfen des Isobutens und/oder anderer leichtflüchtiger Bestandteile des Isobuten-Feedstocks oder des gegebenenfalls leichtflüchtigen Lösungsmittels abgeführt.The polymerization is generally carried out at a temperature in the range of -60 ° C to + 40 ° C, preferably less than 0 ° C, more preferably in the range of -5 ° C to -40 ° C and especially in the range of -10 ° C to -30 ° C. The heat of polymerization is dissipated by means of a cooling device accordingly. This can be operated, for example, with liquid ammonia as a coolant. Another way to dissipate the heat of polymerization is the boiling-cooling. In this case, the heat released is removed by evaporation of the isobutene and / or other volatile constituents of the isobutene feedstock or the optionally volatile solvent.
Die Polymerisation des Isobutens erfolgt in den für die kontinuierliche Polymerisation üblichen Reaktoren wie Rührkesseln, Rohr-, Rohrbündel- und Schlaufenreaktoren, wobei Schlaufenreaktoren, d. h. Rohr(bündel)reaktoren mit Umlauf und turbulenter Strömung oder Einbauten wie statischen Mischern, d. h. mit Rührkesselcharakteristik, bevorzugt sind. Besonders günstig sind bei niedrigviskosen Reaktionsgemischen Schlaufenreaktoren mit Rohrquerschnitten, die zu turbulenter Strömung führen; bei hochviskosen Reaktionsgemischen dagegen sind größere Rohrquerschnitte mit statischen Mischelementen günstiger.The isobutene is polymerized in the reactors customary for continuous polymerization, such as stirred kettles, tube, shell and loop reactors, loop reactors, ie. H. Pipe (bundle) reactors with recirculation and turbulent flow or internals such as static mixers, d. H. with Rührkesselcharakteristik, are preferred. In low-viscosity reaction mixtures, loop reactors with tube cross-sections which lead to turbulent flow are particularly favorable; on the other hand, in the case of highly viscous reaction mixtures, larger tube cross sections with static mixing elements are more favorable.
Vorzugsweise führt man die Polymerisation des Isobutens in wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Reaktoren durch, wovon zumindest der erste Reaktor in Teilbereichen rückvermischt ist, wobei man zumindest in den zweiten und/oder weiteren Reaktor einen oder mehrere der oben genannten Moderatoren dosiert. Insbesondere dosiert man eine erste Teilmenge des bzw. der Moderatoren in den ersten Reaktor und wenigstens eine weitere Teilmenge in den zweiten oder weiteren Reaktor. Der Anteil der in den ersten Reaktor dosierten Teilmenge an der Gesamtmenge an Moderatoren beträgt vorzugsweise 40 bis 90 %.Preferably, the polymerization of the isobutene is carried out in at least two successive reactors, of which at least the first reactor is remixed in some areas, wherein one doses at least in the second and / or further reactor one or more of the above moderators. In particular, a first subset of the moderator (s) is metered into the first reactor and at least one further subset is metered into the second or further reactor. The proportion of the metered in the first reactor subset of the total amount of moderators is preferably 40 to 90%.
Im ersten Reaktor wird das zugeführte Isobuten im Allgemeinen bis zu einem Teilumsatz von bis zu 95%, vorzugsweise 50 bis 90%, besonders bevorzugt 70 bis 90%, bezogen auf das in den ersten Reaktor eingeführte Isobuten, polymerisiert. Der Austrag aus dem ersten Reaktor wird vorzugsweise ohne weitere Aufarbeitung in den zweiten Reaktor bzw. aus einem vorhergehenden in den nachfolgenden Reaktor geleitet. Hier erfolgt die weitere Polymerisation ohne Zusatz frischen Isobutens.In the first reactor, the isobutene supplied is generally polymerized to a partial conversion of up to 95%, preferably 50 to 90%, particularly preferably 70 to 90%, based on the isobutene introduced into the first reactor. The discharge from the first reactor is preferably passed without further work-up into the second reactor or from a preceding to the subsequent reactor. Here, the further polymerization takes place without the addition of fresh isobutene.
Die Verweilzeit des Reaktionsgemisches im ersten Reaktor beträgt bei der Einstellung eines Isobutenumsatzes von 50 bis 90% üblicherweise 5 bis 60 Minuten, kann aber auch kürzer oder länger sein, je nachdem, ob ein sehr aktiver oder weniger aktiver Katalysator verwendet wird. Im zweiten Reaktor wird im allgemeinen eine Verweilzeit von 1 bis 180, vorzugsweise von 2 bis 120 Minuten eingestellt. Im Allgemeinen wird im letzten Reaktor der Isobutenumsatz so eingestellt, dass der Gesamtumsatz des Isobutens bei 90 bis 99,5% liegt. Die Konzentration des Isobutens in der flüssigen Reaktionsphase im Hauptreaktor liegt in der Regel im Bereich von 0,2 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 20 Gew.-% und insbesondere im Bereich von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die flüssige Reaktionsphase. Bei der Herstellung von Polyisobutenen mit zahlenmittleren MoIe- kulargewichten Mn im Bereich von 500 bis 5000 arbeitet man vorzugsweise bei einer Isobutenkonzentration im Bereich von 1 bis 20 Gew.-% und insbesondere im Bereich von 1 ,5 bis 10 Gew.-%. Bei der Herstellung von Polyisobutenen mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht Mn von mehr als 5000 arbeitet man bevorzugt bei einer Isobutenkonzentration im Bereich von 4 bis 50 Gew.-%. Insbesondere wird im ersten Reak- tor eine Isobutenkonzentration von 3 Gew.-% nicht unterschritten.The residence time of the reaction mixture in the first reactor is usually 5 to 60 minutes when adjusting an isobutene conversion of 50 to 90%, but may be shorter or longer, depending on whether a very active or less active catalyst is used. In the second reactor, a residence time of from 1 to 180, preferably from 2 to 120 minutes is generally set. In general, isobutene conversion is set in the last reactor so that the total conversion of the isobutene is 90 to 99.5%. The concentration of isobutene in the liquid reaction phase in the main reactor is generally in the range of 0.2 to 50 wt .-%, preferably in the range of 0.5 to 20 wt .-% and in particular in the range of 1 to 10 wt. -%, based on the liquid reaction phase. In the preparation of polyisobutenes with number-average molecular weights M n in the range from 500 to 5000, it is preferable to work at an isobutene concentration in the range from 1 to 20% by weight and in particular in the range from 1 to 5% by weight. In the preparation of polyisobutenes having a number average molecular weight M n of more than 5000, preference is given to working at an isobutene concentration in the range from 4 to 50% by weight. In particular, in the first reactor an isobutene concentration of 3% by weight does not fall below.
Beim Verlassen des letzten Reaktors enthält das Reaktionsgemisch üblicherweise 2 Gew.-% oder weniger Isobuten. Vorzugsweise wird eine Isobutenkonzentration von 0,5 Gew.-% nicht unterschritten.When leaving the last reactor, the reaction mixture usually contains 2 wt .-% or less isobutene. Preferably, an isobutene concentration of 0.5 wt .-% does not fall below.
Vorzugsweise arbeitet man bei der Polymerisation des Isobutens zumindest im Hauptreaktor unter isothermen Bedingungen, d.h. die Temperatur der flüssigen Reaktionsmischung im Polymerisationsreaktor hat einen stationären Wert und ändert sich während des Betriebs des Reaktors nicht oder nur in geringem Maße. Falls gewünscht, kann die Polymerisation im zweiten Reaktor bei einer tieferen Polymerisationstemperatur als im ersten Reaktor erfolgen; es bedarf dann in der Regel einer weiteren Aktivierung durch Zusatz beispielsweise von frischem Bortrifluorid oder eines Reglers, wie einem Aldehyd oder Keton, z. B. Aceton. Es ist allerdings bevorzugt, den zweiten oder weiteren Reaktor bei geringfügig höherer Temperatur zu betreiben, um den Isobutenumsatz durch thermische Aktivierung zu vervollständigen. Da die Polymerisation exotherm verläuft, kann man hierzu den zweiten oder weiteren Reaktor unter im Wesentlichen adiabatischen Bedingungen betreiben, d. h. der Reaktor wird nicht aktiv gekühlt oder geheizt und die Polymerisationswärme wird vom Reaktionsgemisch aufgenommen.Preferably, in the polymerization of the isobutene, at least in the main reactor, under isothermal conditions, i. the temperature of the liquid reaction mixture in the polymerization reactor has a steady state value and does not change or only slightly during operation of the reactor. If desired, the polymerization in the second reactor may be at a lower polymerization temperature than in the first reactor; it then usually requires further activation by addition of, for example, fresh boron trifluoride or a regulator, such as an aldehyde or ketone, z. Acetone. However, it is preferred to operate the second or further reactor at a slightly higher temperature to complete the isobutene conversion by thermal activation. Since the polymerization is exothermic, one can operate the second or further reactor under substantially adiabatic conditions, d. H. the reactor is not actively cooled or heated, and the heat of polymerization is taken up by the reaction mixture.
Die aus dem Polymerisationsreaktor ausgetragene Reaktionsmischung enthält noch aktiven Katalysator. Hierdurch kann sich das im Polymerisationsreaktor gebildete PoIy- isobuten nachteilig hinsichtlich Molekulargewicht, Molekulargewichtsverteilung und Endgruppengehalt verändern. Um eine weitere Reaktion zu verhindern, wird daher üblicherweise die Polymerisation durch Deaktivierung des Katalysators abgebrochen. Die Deaktivierung kann beispielsweise durch Zugabe von Wasser, Alkoholen, Aceto- nitril, Ammoniak oder wässrigen Lösungen von Mineralbasen oder durch Einleiten des Austrags in eines der vorgenannten Medien bewirkt werden. Bevorzugt ist die Deaktivierung mit Wasser, die vorzugsweise bei Temperaturen im Bereich von 1 bis 60°C (Wassertemperatur) durchgeführt wird. Bei tieferen Temperaturen empfiehlt sich ein Abbruch durch Zusatz von Acetonitril; der deaktivierte Austrag kann zweckmäßigerweise zur Vorkühlung des Zulaufs verwendet werden, z. B. in einem Gegenstromwärme- tauscher. Die Bortrifluorid-Komplex-Katalysatoren können auch aus dem Austrag weitgehend abgetrennt und in die Polymerisationsreaktion zurückgeführt werden. Die Abtrennung und Rückführung des Katalysators aus dem Austrag der Polymerisationsreaktion ist aus der WO 99/31 151 bekannt, auf die in vollem Umfang Bezug genommen wird. Zur Abtrennung des Katalysators aus dem Austrag verwendet man bevorzugt begrenzt lösliche Bortrifluorid-Komplex-Katalysatoren und/oder kühlt das Reaktionsgemisch auf Temperaturen von beispielsweise 5 bis 30 Kelvin unterhalb Reaktortemperatur, vorzugsweise 10 bis 20 Kelvin unterhalb Reaktortemperatur, ab. Bei der Abtrennung des Katalysators aus dem Reaktoraustrag empfiehlt es sich, zuvor die Isobutenkonzentrati- on im Austrag auf werte unterhalb 2 Gew.-%, vorzugsweise 1 Gew.-% und insbesondere unterhalb 0,5 Gew.-%, bezogen auf den Austrag, abzusenken.The discharged from the polymerization reaction mixture still contains active catalyst. As a result, the polyisobutene formed in the polymerization reactor may be adversely affected in terms of molecular weight, molecular weight distribution and end group content. Therefore, in order to prevent further reaction, the polymerization is usually stopped by deactivating the catalyst. The deactivation can be effected, for example, by adding water, alcohols, acetonitrile, ammonia or aqueous solutions of mineral bases or by introducing the discharge into one of the abovementioned media. Preferably, the deactivation with water, which is preferably carried out at temperatures in the range of 1 to 60 ° C (water temperature). At lower temperatures, termination is recommended by the addition of acetonitrile; the deactivated discharge can be suitably used for pre-cooling of the inlet, z. B. in a countercurrent heat exchanger. The boron trifluoride complex catalysts can also be largely separated from the effluent and recycled to the polymerization reaction. The separation and recycling of the catalyst from the discharge of the polymerization reaction is known from WO 99/31 151, to which reference is made in its entirety. To separate the catalyst from the discharge is preferably used sparingly soluble boron trifluoride complex catalysts and / or the reaction mixture to temperatures of, for example, 5 to 30 Kelvin below reactor temperature, preferably 10 to 20 Kelvin below reactor temperature, from. In the separation of the catalyst from the reactor effluent, it is recommended that the isobutene concentration in the discharge to values below 2 wt .-%, preferably 1 wt .-% and in particular below 0.5 wt .-%, based on the discharge, lower.
Der Katalysator fällt in Form feinverteilter Tröpfchen an, die in der Regel rasch in eine kohärente Phase übergehen. Die Komplextröpfchen bzw. die kohärente Phase haben eine deutlich höhere Dichte als die Polymerlösung. Sie können daher in der Regel mit Hilfe von Abscheidern, Separatoren oder sonstigen Sammelbehältern von der polymerreichen, katalysatorarmen Produktphase abgetrennt werden. Die dabei abgetrennte polymerreiche Produktphase ist im Allgemeinen homogen und enthält nur noch geringe Mengen löslicher Katalysatoranteile. Diese werden in der zuvor beschriebenen Weise, vorzugsweise mit Wasser, deaktiviert.The catalyst precipitates in the form of finely divided droplets which, as a rule, rapidly change into a coherent phase. The complex droplets or the coherent phase have a significantly higher density than the polymer solution. As a rule, they can therefore be separated from the polymer-rich, catalyst-poor product phase with the aid of separators, separators or other collecting containers. The thereby separated polymer-rich product phase is generally homogeneous and contains only small amounts of soluble catalyst components. These are deactivated in the manner described above, preferably with water.
Um den Fluor- bzw. Chlorgehalt auch im Polyisobuten (weiter) zu verringern, bringt man zweckmäßigerweise das Reaktionsgemisch nach beendeter Polymerisation in Kontakt mit einem anorganischen Adsorptionsmittel, welches unten näher erläutert ist. Das Reaktionsgemisch kann vor der Adsorptionsmittel-Behandlung verschiedenen anderen Behandlungen, z. B. einer Wäsche zur Katalysatordeaktivierung/-entfernung und/oder Entfernung flüchtiger Komponenten, unterzogen werden.In order to further reduce the fluorine or chlorine content in the polyisobutene, it is expedient to bring the reaction mixture into contact with an inorganic adsorbent after the end of the polymerization, which is explained in more detail below. The reaction mixture may, prior to adsorbent treatment, be subjected to various other treatments, e.g. B. a laundry for catalyst deactivation / removal and / or removal of volatile components.
Die im Sinne der vorliegenden Erfindung für die Entfernung von fluor- oder chlorhalti- gen Verbindungen aus technischen C4-Kohlenwasserstoffströmen zu verwendenden anorganischen Adsorptionsmittel sind im Prinzip die gleichen, die auch zur Verringerung des Fluor- bzw. Chlorgehaltes im Polyisobuten eingesetzt werden können.The inorganic adsorbents to be used in the context of the present invention for the removal of fluorine- or chlorine-containing compounds from technical C 4 hydrocarbon streams are in principle the same, which can also be used to reduce the fluorine or chlorine content in the polyisobutene.
Die Wirkungsweise des anorganischen Adsorptionsmittels beruht offensichtlich weitge- hend auf einer absorbativen Spaltung der fluor- oder chlorhaltigen Verbindungen und Bindung der fluor- bzw. chlorhaltigen Bruchstücke auf dessen Oberfläche. Das anorganische Adsorptionsmittel könnte man deshalb auch als "Spaltkontakt" bezeichnen.The mode of action of the inorganic adsorbent is obviously largely based on an adsorptive splitting of the fluorine- or chlorine-containing compounds and binding of the fluorine- or chlorine-containing fragments on its surface. The inorganic adsorbent could therefore also be referred to as a "nip contact".
Dieses anorganische Adsorptionsmittel umfasst in der Regel Oxide und Salze wie Ha- logenide, insbesondere Chloride, Sulfate, Phosphate, Carbonate oder Nitrate von Silizium, Aluminium, Zirkonium, Calcium und/oder Titan, welche diverse Dotierungen aufweisen können. Meist setzt man Aluminiumoxide, Aluminiumhalogenide, Zirkoniumoxi- de, Titanoxide, Calciumoxide, Silikate, Zeolithe oder Mischungen hieraus ein. Vorzugsweise arbeitet man mit Aluminiumoxid, Zeolithen und Kombinationen davon. Das eingesetzte Aluminiumoxid kann insbesondere mit einer Base, z. B. einem Alkali- oder Erdalkalimetallhydroxid oder einem Alkali- oder Erdalkalimetallcyanid, dotiert sein.This inorganic adsorbent generally comprises oxides and salts such as halogenides, in particular chlorides, sulfates, phosphates, carbonates or nitrates of silicon, aluminum, zirconium, calcium and / or titanium, which can have various dopings. In most cases, aluminum oxides, aluminum halides, zirconium ox- de, titanium oxides, calcium oxides, silicates, zeolites or mixtures thereof. Preferably, one works with alumina, zeolites and combinations thereof. The alumina used can in particular with a base, for. Example, an alkali or alkaline earth metal hydroxide or an alkali or alkaline earth metal cyanide, be doped.
Das anorganische Adsorptionsmittel kann einen sauren, einen neutralen oder einen basischen Charakter haben. Besonders gut geeingete anorganische Adsorptionsmittel sind solche, die auf ihrer Oberfläche neben sauren oder schwach sauren Bereichen auch basische oder schwach basische Bereiche aufweisen; letzte sind in der Lage , abgespaltenen Fluorwasserstoff bzw. Chlorwasserstoff kovalent zu binden. Durch eine effiziente Entfernung des Fluorwasserstoffs bzw. Chlorwasserstoffs wird insbesondere die unerwünschte säurekatalysierte Strukturisomerisierung von 1 -Buten zu 2-Buten unterbunden.The inorganic adsorbent may have an acidic, a neutral or a basic character. Particularly well-suited inorganic adsorbents are those which have on their surface in addition to acidic or weakly acidic regions also basic or weakly basic ranges; The latter are able to covalently bind split-off hydrogen fluoride or hydrogen chloride. Efficient removal of the hydrogen fluoride or hydrogen chloride in particular prevents the undesired acid-catalyzed structural isomerization of 1-butene to 2-butene.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das anorganische Adsorptionsmittel ein Aluminumoxid. Aluminiumoxide sind als Adsorptionsmittel für Gase, Flüssigkeiten und Feststoffe insbesondere bei chromatographischen Verfahren und Methoden bekannt. Man kann für das erfindungsgemäße Verfahren zur Entfernung von fluor- oder chlorhaltigen Verbindungen saure, neutrale oder basische Aluminiumoxide einsetzen, insbesondere eignen sich hierfür basische Aluminiumoxide. Saure Aluminiumoxide weisen meist einen pH-Wert von 3 bis 6, typischerweise von ca. 4, auf. Neutrale Aluminiumoxide weisen meist einen pH-Wert von 6 bis 8, typischerweise von ca. 7, auf. Basische Aluminiumoxide weisen meist einen pH-Wert von 8 bis 1 1 , typischerweise von ca. 9,5, auf.In a preferred embodiment, the inorganic adsorbent comprises an aluminum oxide. Aluminum oxides are known as adsorbents for gases, liquids and solids, especially in chromatographic processes and methods. Acid, neutral or basic aluminum oxides can be used for the process according to the invention for the removal of fluorine- or chlorine-containing compounds, in particular basic aluminas are suitable for this purpose. Acidic aluminas usually have a pH of from 3 to 6, typically about 4. Neutral aluminum oxides usually have a pH of 6 to 8, typically of about 7, on. Basic aluminum oxides usually have a pH of 8 to 1 1, typically of about 9.5, on.
Die genannten Aluminiumoxide haben in der Regel Porenvolumina von 0,5 bis 1 ,5 ml/g, typischerweise von ca. 0,9 ml/g, in der Regel innere Oberflächen von 70 bis 250 m2/g, typischerweise von ca. 150 m2/g, und in der Regel Partikelgrößen im Bereich von 30 bis 300 μm, typischerweise von 60 bis 150 μm.The aluminum oxides mentioned generally have pore volumes of 0.5 to 1.5 ml / g, typically of about 0.9 ml / g, usually inner surfaces of 70 to 250 m 2 / g, typically of about 150 m 2 / g, and usually particle sizes in the range of 30 to 300 microns, typically from 60 to 150 microns.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das anorganische Adsorptionsmittel einen Zeolith mit mittleren Porengrößen von mindestens 3 Ä, insbesondere von 5 bis 15 Ä. Die mittlere Porengröße ist durch den Kristallaufbau des Zeoliths festgelegt und kann z. B. aus Röntgenstrukturdaten ermittelt werden. In Zeolithe mit kleine- ren mittleren Porengrößen können die zu entfernenden fluorhaltigen Verbindungen schlecht eindiffundieren und werden daher unzureichend adsorbiert oder gespalten. Vorzugsweise sind die verwendeten Zeolithe im wesentlichen säurefrei.In a further preferred embodiment, the inorganic adsorbent comprises a zeolite having mean pore sizes of at least 3 Å, in particular from 5 to 15 Å. The mean pore size is determined by the crystal structure of the zeolite and z. B. are determined from X-ray structure data. In zeolites with smaller average pore sizes, the fluorine-containing compounds to be removed can diffuse poorly and are therefore inadequately adsorbed or split. Preferably, the zeolites used are substantially free of acid.
Bevorzugte Zeolithe sind unter Zeolith A, Zeolith L, Zeolith X und Zeolith Y ausgewählt. Natrium-Zeolith A oder Natrium-Zeolith A, in dem die Natriumionen ganz oder teilweise durch Magnesium- und/oder Calciumionen ersetzt sind, ist besonders bevorzugt. Ein weiterer besonders bevorzugter Zeolith ist Zeolith 10 A, welcher schon eine hohe ab- sorbative Spalterleistung bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen zeigt.Preferred zeolites are selected from zeolite A, zeolite L, zeolite X and zeolite Y. Sodium zeolite A or sodium zeolite A, in which the sodium ions are wholly or partially replaced by magnesium and / or calcium ions, is particularly preferred. One Another particularly preferred zeolite is zeolite 10 A, which already shows a high absorptive cleavage performance at comparatively low temperatures.
Bei der Zeolith-Behandlung werden vermutlich die zu entfernenden fluor- oder chlorhal- tigen Verbindungen gespalten und die fluor- bzw. chlorhaltigen Spaltprodukte wie Fluorwasserstoff oder Chlorwasserstoff am Zeolith adsorbiert bzw. durch die darin enthaltenen Kationen chemisch gebunden. Um eine unerwünschte Aktivierung und/oder strukturelle Veränderung des Zeoliths zu verhindern, ist es möglich, den Fluorwasserstoff bzw. Chlorwasserstoff durch Zusatz eines Säurefängers, z. B: eines Amins oder eines Nitrils, zu binden.In the zeolite treatment, the fluorine- or chlorine-containing compounds to be removed are presumably cleaved and the fluorine- or chlorine-containing cleavage products, such as hydrogen fluoride or hydrogen chloride, are adsorbed on the zeolite or chemically bound by the cations contained therein. In order to prevent undesired activation and / or structural change of the zeolite, it is possible, the hydrogen fluoride or hydrogen chloride by addition of an acid scavenger, z. B: an amine or a nitrile, to bind.
Das anorganische Adorptionsmittel wird zweckmäßigerweise vor seinem Einsatz aktiviert, indem man es üblicherweise unter vermindertem Druck auf eine Temperatur von wenigstens 150°C erwärmt.The inorganic adsorbent is conveniently activated prior to use by heating it usually under reduced pressure to a temperature of at least 150 ° C.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der technischen C4-Kohlenwasserstoff- strom vor dem Inkontaktbringen mit dem anorganischen Adsorptionsmittel bis auf einen Restwassergehalt von 5 Gew.-ppm, insbesondere 3 Gew.-ppm, getrocknet. Vorzugsweise bringt man den Gasstrom hierzu mit einem Zeolith einer durchschnittlichen Po- rengröße von 4 Ä oder weniger in Kontakt, üblicherweise bei einer Temperatur von weniger als 40°C, z. B. bei 5 bis 35°C.In a preferred embodiment, the technical C 4 -hydrocarbon stream is dried to a residual water content of 5 ppm by weight, in particular 3 ppm by weight, before it is brought into contact with the inorganic adsorbent. For this purpose, the gas stream is preferably brought into contact with a zeolite having an average pore size of 4 Å or less, usually at a temperature of less than 40 ° C., eg. At 5 to 35 ° C.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bringt man daher den technischen C4- Kohlenwasserstoffstrom nacheinander mit (i) einem ersten Zeolith einer durchschnittli- chen Porengröße von 4 Ä oder weniger, vorzugsweise bei einer Temperatur von 5 bis 35°C, und (ii) einem zweiten Zeolith einer durchschnittlichen Porengröße von 5 bis 15 Ä oder einem Aluminiumoxid, vorzugsweise bei einer Temperatur von 60 bis 180°C, in Kontakt.In a further preferred embodiment, therefore, the technical C 4 hydrocarbon stream is introduced successively with (i) a first zeolite having an average pore size of 4 Å or less, preferably at a temperature of 5 to 35 ° C., and (ii) a second Zeolite having an average pore size of 5 to 15 Å or an alumina, preferably at a temperature of 60 to 180 ° C, in contact.
Das Inkontaktbringen der technischen C4-Kohlenwasserstoffströme mit dem anorganischen Adsorptionsmittel (und auch mit einem zur Trocknung eingesetztem Zeolithen) kann durch alle hierfür denkbaren diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Verfahren erfolgen. Üblicherweise leitet man die in der Regel gasförmigen technischen C4-Kohlenwasserstoffströme über das als Feststoff vorliegende anorganische Absorp- tionsmittel, wobei das Absorptionsmittel im wesentliche in seiner Position in der Apparatur oder Anlage fixiert ist. Vorzugsweise liegt das Adsorptionsmittel in einer Festbett- schüttung oder in einer losen Schüttung vor, die in einer Adsorptionssäule angeordnet ist, durch die der Gasstrom geleitet wird. Die Adsorptionssäule ist vorzugsweise vertikal angeordnet und wird vom Gasstrom in Richtung der Schwerkraft oder vorzugsweise entgegen der Schwerkraft durchströmt. Es können auch mehrere hintereinanderge- schaltete Adsorptionssäulen verwendet werden. Das Inkontaktbringen der technischen C4-Kohlenwasserstoffströme mit dem anorganischen Adsorptionsmittel zur Entfernung der fluor- oder chlorhaltigen Verbindungen erfolgt in der Regel bei Temperaturen von 5 bis 240°C, vorzugsweise 30 bis 200°C, insbesondere 40 bis 150°C. Die technischen C4-Kohlenwasserstoffströme werden bei dieser Kontaktnahme üblicherweise auf einen Druck von 1 bis 100 bar, insbesondere 1 ,1 bis 50 bar, vor allem 2 bis 30 bar, eingestellt. Bei den geschilderten Temperatur- und Druckverhältnissen können die üblicherweise gasförmig vorliegenden technischen C4-Kohlenwasserstoffströme im Ausnahmefall auch verflüssigt vorliegen. Die Verweilzeit, d. h. die Zeit, während der sich der Gasstrom im Kontakt mit dem Adsorptionsmit- tel befindet, beträgt typischerweise 10 bis 100 min.The contacting of the C4 hydrocarbon streams with the inorganic adsorbent (and also with a zeolite used for drying) can be carried out by any conceivable discontinuous or continuous process. The usually gaseous technical C 4 hydrocarbon streams are usually passed over the inorganic absorption medium in the form of a solid, the absorbent being essentially fixed in its position in the apparatus or installation. Preferably, the adsorbent is in a fixed bed or in a loose bed disposed in an adsorption column through which the gas stream is passed. The adsorption column is preferably arranged vertically and is flowed through by the gas flow in the direction of gravity or preferably against the force of gravity. It is also possible to use a plurality of adsorption columns connected in series. The contacting of the technical C4 hydrocarbon streams with the inorganic adsorbent to remove the fluorine- or chlorine-containing compounds is generally carried out at temperatures of 5 to 240 ° C, preferably 30 to 200 ° C, especially 40 to 150 ° C. The technical C4 hydrocarbon streams are usually adjusted in this contact to a pressure of 1 to 100 bar, in particular 1, 1 to 50 bar, especially 2 to 30 bar. In the described temperature and pressure conditions, the usually present in gaseous technical C4 hydrocarbon streams may also be liquefied in exceptional cases. The residence time, ie the time during which the gas stream is in contact with the adsorbent, is typically 10 to 100 minutes.
Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung erläutern, ohne sie zu beschränken.The following examples are intended to illustrate the present invention without limiting it.
Beispiel 1example 1
In einer Adsorptionssäule mit einem Fassungsvermögen von 3 m3 wurde eine Raffinat 1 -Strom (1 -Buten: 15 Gew.-%, 2-Buten: 12 Gew.-%, Isobuten: 40 Gew.-%, Isobutan: 9 Gew.-%, n-Butan: 24 Gew.-%) mit einem Fluorgehalt von 56 Gew.-ppm während einer Verweilzeit von 30 min bei 12 bar und 80°C mit handelsüblichem basischem Aluminumoxid (pH 9,5; Porenvolumen ca. 0,9 ml/g; innere Oberfläche ca. 150 m2/g, Partikelgröße 60 bis 150 μm) in loser Schüttung in Kontakt gebracht. Durch die Behandlung konnte der Fluorgehalt des Raffinat 1 -Stromes auf 3 Gew.-ppm gesenkt werden.In a adsorption column with a capacity of 3 m 3 , a raffinate 1 stream (1-butene: 15 wt .-%, 2-butene: 12 wt .-%, isobutene: 40 wt .-%, isobutane: 9 wt. %, n-butane: 24% by weight) with a fluorine content of 56 ppm by weight during a residence time of 30 minutes at 12 bar and 80 ° C. with commercially available basic aluminum oxide (pH 9.5, pore volume about 0, 9 ml / g, inner surface approx. 150 m 2 / g, particle size 60 to 150 μm) brought into contact in bulk. Through the treatment, the fluorine content of the raffinate 1 stream could be reduced to 3 ppm by weight.
Beispiel 2Example 2
In einer Adsorptionssäule mit einem Fassungsvermögen von 3 m3 wurde eine Raffinat 2-Strom (1 -Buten: 47 Gew.-%, 2-Buten: 18 Gew.-%, Isobuten: 3 Gew.-%, Isobutan: 9 Gew.-%, n-Butan: 23 Gew.-%) mit einem Fluorgehalt von 22 Gew.-ppm während einer Verweilzeit von 30 min bei 12 bar und 50°C mit handelsüblichem basischem Aluminumoxid (pH 9,5; Porenvolumen ca. 0,9 ml/g; innere Oberfläche ca. 150 m2/g, Partikelgröße 60 bis 150 μm) in loser Schüttung in Kontakt gebracht. Durch die Behandlung konnte der Fluorgehalt des Raffinat 1 -Stromes auf 4 Gew.-ppm gesenkt wer- den.In a adsorption column with a capacity of 3 m 3 was a raffinate 2 stream (1-butene: 47 wt .-%, 2-butene: 18 wt .-%, isobutene: 3 wt .-%, isobutane: 9 wt. %, n-butane: 23% by weight) with a fluorine content of 22 ppm by weight during a residence time of 30 minutes at 12 bar and 50 ° C. with commercially available basic aluminum oxide (pH 9.5, pore volume about 0, 9 ml / g, inner surface approx. 150 m 2 / g, particle size 60 to 150 μm) brought into contact in bulk. The treatment reduced the fluorine content of the raffinate 1 stream to 4 ppm by weight.
Beispiel 3Example 3
In einer Adsorptionssäule mit einem Fassungsvermögen von 3 m3 wurde eine Raffinat 2-Strom (1 -Buten: 47 Gew.-%, 2-Buten: 18 Gew.-%, Isobuten: 3 Gew.-%, Isobutan: 9 Gew.-%, n-Butan: 23 Gew.-%) mit einem Fluorgehalt von 20 Gew.-ppm während einer Verweilzeit von 30 min bei 12 bar und 80°C mit handelsüblichem basischem Aluminumoxid (pH 9,5; Porenvolumen ca. 0,9 ml/g; innere Oberfläche ca. 150 m2/g, Partikelgröße 60 bis 150 μm) in loser Schüttung in Kontakt gebracht. Durch die Behandlung konnte der Fluorgehalt des Raffinat 1 -Stromes auf unter 1 Gew.-ppm gesenkt werden.In a adsorption column with a capacity of 3 m 3 was a raffinate 2 stream (1-butene: 47 wt .-%, 2-butene: 18 wt .-%, isobutene: 3 wt .-%, isobutane: 9 wt. -%, n-butane: 23 wt .-%) with a fluorine content of 20 ppm by weight during a residence time of 30 min at 12 bar and 80 ° C with commercially available basic 0.9 ml / g, inner surface approx. 150 m 2 / g, particle size 60 to 150 μm) in bulk. The treatment reduced the fluorine content of the Raffinate 1 stream to less than 1 ppm by weight.
Beispiel 4Example 4
In einer Adsorptionssäule mit einem Fassungsvermögen von 3 m3 wurde eine Raffinat 2-Strom (1 -Buten: 47 Gew.-%, 2-Buten: 18 Gew.-%, Isobuten: 3 Gew.-%, Isobutan: 9 Gew.-%, n-Butan: 23 Gew.-%) mit einem Fluorgehalt von 22 Gew.-ppm während einer Verweilzeit von 60 min bei 12 bar und 50°C mit handelsüblichem basischem Aluminumoxid (pH 9,5; Porenvolumen ca. 0,9 ml/g; innere Oberfläche ca. 150 m2/g, Partikelgröße 60 bis 150 μm) in loser Schüttung in Kontakt gebracht. Durch die Behandlung konnte der Fluorgehalt des Raffinat 1 -Stromes auf unter 1 Gew.-ppm gesenkt werden. In a adsorption column with a capacity of 3 m 3 was a raffinate 2 stream (1-butene: 47 wt .-%, 2-butene: 18 wt .-%, isobutene: 3 wt .-%, isobutane: 9 wt. %, n-butane: 23% by weight) with a fluorine content of 22 ppm by weight during a residence time of 60 minutes at 12 bar and 50 ° C. with commercially available basic aluminum oxide (pH 9.5, pore volume approx. 9 ml / g, inner surface approx. 150 m 2 / g, particle size 60 to 150 μm) brought into contact in bulk. The treatment reduced the fluorine content of the Raffinate 1 stream to less than 1 ppm by weight.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Entfernung von fluor- oder chlorhaltigen Verbindungen aus technischen C4-Kohlenwasserstoffströmen, dadurch gekennzeichnet, dass man den technischen C4-Kohlenwasserstoffstrom mit einem anorganischen Adsorptionsmittel in Kontakt bringt.1. A process for the removal of fluorine- or chlorine-containing compounds from technical C4 hydrocarbon streams, characterized in that brings the technical C4 hydrocarbon stream with an inorganic adsorbent in contact.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Entfernung von fluor- oder chlorhaltigen Verbindungen aus technischen C4-Kohlenwasserstoffströmen, welche als wesentliche Bestandteile 1 -Buten, 2-Buten, Isobuten und Butane enthalten.2. The method of claim 1 for the removal of fluorine- or chlorine-containing compounds from technical C4 hydrocarbon streams containing as essential constituents 1-butene, 2-butene, isobutene and butane.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zur Entfernung von fluor- oder chlorhaltigen Verbindungen aus C4-Raffinat-Strömen, C4-Schnitten aus der Isobutan-Dehydrierung, C4-Schnitten aus Steamcrackern nach der Butadien-Extraktion, C4-Schnitten aus Steamcrackern nach der Teilhydrierung (HC4) oder3. The method of claim 1 or 2 for the removal of fluorine- or chlorine-containing compounds from C4-raffinate streams, C4 cuts from the isobutane dehydrogenation, C4 cuts from steam crackers after the butadiene extraction, C4 cuts from steam crackers after Partial hydrogenation (HC4) or
C4-Schnitten aus dem Fluid Catalyst Cracking (FCC).C4 sections from Fluid Catalyst Cracking (FCC).
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3 zur Entfernung von fluor- oder chlorhaltigen Verbindungen aus technischen C4-Kohlenwasserstoffströmen, aus denen -Isobuten teilweise oder weitgehend durch Polymerisationsreaktion mittels eines fluor- oder chlorhaltigen Katalysators entfernt wurde.4. The method according to claims 1 to 3 for the removal of fluorine- or chlorine-containing compounds from technical C4 hydrocarbon streams from which isobutene was partially or largely removed by polymerization reaction using a fluorine- or chlorine-containing catalyst.
5. Verfahren nach Anspruch 4 zur Entfernung von fluor- oder chlorhaltigen Verbindungen aus technischen C4-Kohlenwasserstoffströmen, dadurch gekennzeichnet, dass man den erhaltenen weitgehend von fluor- bzw. chlorhaltigen Verbindungen befreiten Strom in die Polymerisationsreaktion des Isobutens zurückführt.5. The method according to claim 4 for the removal of fluorine- or chlorine-containing compounds from technical C4 hydrocarbon streams, characterized in that the resulting largely freed from fluorine- or chlorine-containing compounds stream leads back into the polymerization reaction of isobutene.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5 zur Entfernung von fluor- oder chlorhaltigen Verbindungen aus technischen C4-Kohlenwasserstoffströmen, dadurch ge- kennzeichnet, dass man als anorganisches Adsorptionsmittel Aluminiumoxide,6. Process according to claims 1 to 5 for the removal of fluorine- or chlorine-containing compounds from technical C4 hydrocarbon streams, characterized in that, as the inorganic adsorbent, aluminum oxides,
Aluminiumhalogenide, Zirkoniumoxide, Titanoxide, Calciumoxide, Silikate, Zeo- lithe oder Mischungen hieraus einsetzt.Aluminum halides, zirconium oxides, titanium oxides, calcium oxides, silicates, zeolites or mixtures thereof.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6 zur Entfernung von fluor- oder chlorhalti- gen Verbindungen aus technischen C4-Kohlenwasserstoffströmen, dadurch gekennzeichnet, dass man den technischen C4-Kohlenwasserstoffstrom vor dem Inkontaktbringen mit dem anorganischen Adsorptionsmittel bis auf einen Restwassergehalt von 5 Gew.-ppm trocknet.7. Process according to claims 1 to 6 for the removal of fluorine- or chlorine-containing compounds from technical C4 hydrocarbon streams, characterized in that the technical C4 hydrocarbon stream before contacting with the inorganic adsorbent to a residual water content of 5 wt. -ppm dries.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7 zur Entfernung von fluor- oder chlorhaltigen Verbindungen aus technischen C4-Kohlenwasserstoffströmen, dadurch gekennzeichnet, dass man den technischen C4-Kohlenwasserstoffstrom mit einem anorganischen Adsorptionsmittel bei Temperaturen von 5 bis 240°C in Kontakt bringt. 8. Process according to claims 1 to 7 for the removal of fluorine- or chlorine-containing compounds from technical C4 hydrocarbon streams, characterized in that brings the technical C4 hydrocarbon stream with an inorganic adsorbent at temperatures of 5 to 240 ° C in contact.
PCT/EP2007/050029 2006-01-13 2007-01-03 Method for removal of fluorinated or chlorinated compounds from technical c4-hydrocarbon streams WO2007082785A1 (en)

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