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DD253611A1 - PREPARATION OF LOW OLEFINS FROM METHANOL AND / OR DIMETHYL ETHER - Google Patents

PREPARATION OF LOW OLEFINS FROM METHANOL AND / OR DIMETHYL ETHER Download PDF

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DD253611A1
DD253611A1 DD86296300A DD29630086A DD253611A1 DD 253611 A1 DD253611 A1 DD 253611A1 DD 86296300 A DD86296300 A DD 86296300A DD 29630086 A DD29630086 A DD 29630086A DD 253611 A1 DD253611 A1 DD 253611A1
Authority
DD
German Democratic Republic
Prior art keywords
catalyst
zeolite
methanol
dimethyl ether
strongly
Prior art date
Application number
DD86296300A
Other languages
German (de)
Inventor
Annett Goebler
Hartmut Tschritter
Dieter Timm
Helmut Striegler
Manfred Weber
Karl Becker
Richard Thaetner
Hartmut Kieser
Peter Birke
Manfred Prag
Otto Rademacher
Eberhard Roensch
Hermann Scheler
Klaus Voigtberger
Original Assignee
Leuna Werke Veb
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Filing date
Publication date
Application filed by Leuna Werke Veb filed Critical Leuna Werke Veb
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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Abstract

Die Erfindung ist geeignet zur Herstellung niederer Olefine durch Umsetzung von Methanol und/oder Dimethylether in einem heterogenkatalytischen Prozess. Erfindungsgemaess wird das Einsatzprodukt an einem Katalysator umgesetzt, der das Mn2 im wesentlichen als Gemisch der Hydroxide des Aluminiums und des Mangans auf einem mechanisch aktivierten Zeolith enthaelt, dessen molares Verhaeltnis SiO2:Al2O3100 bis 600 betraegt.The invention is suitable for the preparation of lower olefins by reacting methanol and / or dimethyl ether in a heterogeneous catalytic process. According to the invention, the starting material is reacted on a catalyst containing the Mn 2 substantially as a mixture of the hydroxides of aluminum and manganese on a mechanically activated zeolite whose molar ratio SiO 2: Al 2 O 3100 to 600.

Description

dinnmdinnm normierte Intensitätnormalized intensity Intensitätintensity 1,161 ±0,0251.161 ± 0.025 schwachweak starkstrongly 1,138 ±0,0251,138 ± 0.025 mittelstarkmedium strong starkstrongly 1,116 ±0,0251,116 ± 0.025 sehr starkvery strong starkstrongly 1,023 ±0,0251.023 ± 0.025 mittelstarkmedium strong mittelmedium 1,001 ±0,021.001 ± 0.02 starkstrongly schwachweak 0,993 ± 0,020.993 ± 0.02 starkstrongly mittelmedium 0,971 ±0,020.971 ± 0.02 mittelstarkmedium strong mittelmedium 0,386 ± 0,0050.386 ± 0.005 sehr starkvery strong starkstrongly 0,382 ± 0,005'0.382 ± 0.005 ' sehr starkvery strong starkstrongly 0,376 ± 0,0050.376 ± 0.005 mittelstarkmedium strong schwachweak 0,372 ± 0,0050.372 ± 0.005 mittelstarkmedium strong schwachweak 0,201 ± 0,0030.201 ± 0.003 schwachweak schwachweak 0,199 ±0,0030.199 ± 0.003 schwachweak mittelmedium und dessen IR-Absorptionsspektrum folgerand its IR absorption spectrum follower starkstrongly Absorption/cm1 Absorption / cm 1 448 ±3448 ± 3 545 ± 3545 ± 3 555 ±3 (Schulter)555 ± 3 (shoulder) 580 ±3 (Schulter)580 ± 3 (shoulder) 625 ± 3625 ± 3 785 ±3 (Schulter)785 ± 3 (shoulder) 795 ± 3 ·795 ± 3 · 1070 ±30 (breit)1070 ± 30 (wide) 1 225 ±41 225 ± 4 1 625 ± 51 625 ± 5 2 845 ± 52 845 ± 5 2915±52915 ± 5 3 445 ± 73 445 ± 7 3 670 ± 73 670 ± 7

aufweisen.respectively.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß Pentasilzeolithe verwendet werdenderen molares Verhältnis von SiO2:AI2O3 200 bis 500 beträgt. -3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that Pentasilzeolithe bedenderen molar ratio of SiO 2 : Al 2 O 3 is 200 to 500. -

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß Katalysatoren eingesetzt werden, die nach ihrer Verformung durch Behandlung mit Calciumhydroxid enthaltenden Lösungen bei pH-Werten >9 alkalisiert worden sind.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that catalysts are used, which have been alkalized after their deformation by treatment with calcium hydroxide-containing solutions at pH> 9.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß Katalysatoren eingesetzt werden, die nach derAlkalisierung und einem2-bis4stündigen Glühen an Luft bei 800 K in 10%iger wäßriger Suspension einen pH-Wert >8,5 aufweisen.5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that catalysts are used, which after the alkalization and a 2 to 4 hours of annealing in air at 800 K in 10% aqueous suspension has a pH> 8.5.

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung eignet sich zur Herstellung niederer Olefine durch Umsetzung von Methanol und/oder Dimethylether in einem heterogenkatalytischen Prozeß.The invention is suitable for the preparation of lower olefins by reacting methanol and / or dimethyl ether in a heterogeneous catalytic process.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Zur Herstellung niederer Olefine aus Methanol und/oder Dimethylether wurden Katalysatoren auf Basis von Pentasil-Zeolithen unterschiedlichster Modifikationen vorgeschlagen. Dem Hauptnachteil der Reaktion, nämlich der unzureichenden Selektivität, wird auf unterschiedlichste Art versucht entgegenzuwirken. Verfahrensseitig werden z. B. solche Bedingungen vorgeschlagen, die die Verweilzeit am Zeolith minimieren, wie die Verdünnung des Rohstoffes mit beispielsweise Wasserdampf (DE-PS 2827385) oder die Führung der Reaktion im Teilumsatzbereich (EP 60103). Ebenfalls vorgeschlagen werden Reaktionsselektivierungen mit Elektronendonatoren (EP 75203) oder Aldehyden (US-PS 4374295). In solchen Fällen entstehen beträchtliche zusätzliche Kosten, die bedingt werden durch die geringe spezifische Rohstoffbelastung bzw. den zusätzlichen Aufwand für die Selektivatoren. Aus diesem Grunde wurden Verfahren vorgeschlagen, die eine Selektivierung des Katalysators zum Inhalt haben, wie z. B. die Anwendung Mn2+-ausgetauschter Zeolithe (DE-PS 2755229) oder die Verwendung von Pentasil-Zeolithen mit hohem molarem Verhältnis von-SiO2:AI2O3 (Modul) (DE-PS 2935863). Nachteilig bleiben jedoch weiterhin die relativ kurzen Standzeiten der Katalysatoren und die sich stark mit der Länge der Betriebsperiode ändernde Olefinselektivität. Die Verwendung alkalisch ausgetauschter Zeolithe ergab eine grundsätzliche Verbesserung des Selektivitäts-Zeit-Verhaltens bei bereits hoher Anfangsselektivität für Olefine; die erreichbaren Standzeiten sind für technische Zwecke trotzdem immer noch zu niedrig, und die starke Druckabhängigkeit der Selektivität verschlechtert das Ergebnis der großtechnischen Anwendung beträchtlich.For the preparation of lower olefins from methanol and / or dimethyl ether, catalysts based on pentasil zeolites of various modifications have been proposed. The main disadvantage of the reaction, namely the insufficient selectivity, is being tried in various ways to counteract. Procedural z. B. such conditions that minimize the residence time of the zeolite, such as the dilution of the raw material with, for example, steam (DE-PS 2827385) or the leadership of the reaction in the partial sales area (EP 60103). Also proposed are reaction selections with electron donors (EP 75203) or aldehydes (US Pat. No. 4,374,295). In such cases, considerable additional costs arise due to the low specific resource burden or the additional effort for the selectivators. For this reason, methods have been proposed which have a selectivation of the catalyst to the content, such. As the application of Mn 2+ -exchanged zeolites (DE-PS 2755229) or the use of pentasil zeolites with high molar ratio of SiO 2 : Al 2 O 3 (module) (DE-PS 2935863). However, the relatively short service lives of the catalysts and the olefin selectivity which varies greatly with the length of the operating period continue to be disadvantageous. The use of alkaline-exchanged zeolites resulted in a fundamental improvement in the selectivity-time behavior with already high initial selectivity for olefins; the achievable service lives are nevertheless still too low for technical purposes, and the strong pressure dependence of the selectivity considerably degrades the result of the industrial application.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von niederen Olefinen aus Methanol und/oder Dimethylether, das unter technisch brauchbaren Druckverhältnissen hohe Olefinausbeuten und lange Prozeßlaufzeiten ermöglicht.The aim of the invention is a process for the preparation of lower olefins from methanol and / or dimethyl ether, which enables high olefin yields and long process run times under industrially useful pressure ratios.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Es bestand somit die Aufgabe, ein Verfahren zu entwickeln, das es gestattet, Methanol und/oder Dimethylether bei erhöhtem Prozeßdruck mit hoher Selektivität bereits vorn Beginn der Reaktion an zu niederen Olefinen umzusetzen, wobei der Katalysator eine relativ geringe Desaktivierungsrate aufweist.It was therefore the task of developing a method which allows methanol and / or dimethyl ether at elevated process pressure with high selectivity already before the beginning of the reaction to convert to lower olefins, wherein the catalyst has a relatively low deactivation rate.

Die Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß Methanol und/oder Dimethylether zusammen mit einem Begleitgas an einem Katalysator umgesetzt wird, der das Mn2+ im wesentlichen als Gemisch der Hydroxide des Aluminiums und des Mangans auf einen mechanisch aktivierten Zeolith aufgefällt enthält, dessen molares Verhältnis SiO2: AI2O3 = 100 bis 600 trägt. Vorteilhafterweise werden Zeolithe verwendet, deren Röntgenbeugungsdiagramm folgende ReflexeThe object was achieved in that according to the invention methanol and / or dimethyl ether is reacted together with an accompanying gas to a catalyst which contains the Mn 2+ substantially as a mixture of the hydroxides of aluminum and manganese precipitated on a mechanically activated zeolite whose molar ratio SiO 2 : Al 2 O 3 = 100 to 600 carries. Advantageously, zeolites are used whose X-ray diffraction pattern has the following reflexes

dinnmdinnm norm. Intensitätnorm. intensity 1,161 ±0,0251.161 ± 0.025 schwachweak 1,138 ±0,0251,138 ± 0.025 mittelstarkmedium strong 1,116 ±0,0251,116 ± 0.025 sehr starkvery strong 1,023 ±0,0251.023 ± 0.025 mittelstarkmedium strong 1,001 ±0,021.001 ± 0.02 starkstrongly 1,001 ±0,021.001 ± 0.02 starkstrongly 0,993 ± 0,020.993 ± 0.02 starkstrongly 0,971 ± 0,020.971 ± 0.02 mittelstarkmedium strong 0,386 ± 0,0050.386 ± 0.005 sehr starkvery strong 0,382 ± 0,0050.382 ± 0.005 sehr starkvery strong 0,376 ± 0,0050.376 ± 0.005 mittelstarkmedium strong 0,372 ± 0,0050.372 ± 0.005 mittelstarkmedium strong 0,201 ± 0,0030.201 ± 0.003 schwachweak 0,199 ±0,0030.199 ± 0.003 schwachweak und desser IR-Absorpticand desser IR absorptive snsspektrum folgendifollowing spectrum Absorption/crrT1 Absorption / crrT 1 Intensitätintensity 448 ±3448 ± 3 starkstrongly 545 + 3545 + 3 starkstrongly 555 ±3 (Schulter)555 ± 3 (shoulder) starkstrongly 580 ±3 (Schulter)580 ± 3 (shoulder) mittelstarkmedium strong 625 ±3625 ± 3 schwachweak 785 ±3 (Schulter)785 ± 3 (shoulder) mittelmedium 795 ± 3795 ± 3 mittelmedium 1070 ±30 (breit)1070 ± 30 (wide) starkstrongly 1225 + 41225 + 4 starkstrongly 1 625 ± 51 625 ± 5 schwachweak 2 845 ± 52 845 ± 5 schwachweak 2915±52915 ± 5 schwachweak 3 445 ±73 445 ± 7 mittelmedium 3 670 ±73 670 ± 7 starkstrongly aufweisen.respectively.

In einer besonders günstigen Ausführungsform des Verfahrens sollte der Zeolith ein molaresVerhältnis SiO2:Al2O3 von 200 bis 500 besitzen.In a particularly favorable embodiment of the process, the zeolite should have a molar ratio SiO 2 : Al 2 O 3 of 200 to 500.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn der geformte Katalysator mit Ca(OH)2-enthaltenden Lösungen bei pH-Werten >9 alkalisiert wird, wobei noch einmal deutliche Vorteile des Verfahrens beobachtet werden, wenn die alkalisierten Katalysatoren nach dem Glühen an Luft bei ca. 800 K für 2 bis 4h, in 10%iger wäßriger Suspension einen pH-Wert von s 8,5 aufweisen. Überraschend wurde gefunden, daß eine gemeinsame Auffällung von Mn2+-und AI3+-Hydroxiden auf den Zeolith deutlich bessere Ausbeuten an niederen Olefinen insbesondere zu Beginn der Prozeßperiode erreichen läßt als bei den üblicherweise verwendeten Mn2+-Auftränkungen auf Zeolith bzw. Katalysator, wobei der erfindungsgemäße Effekt bei Zeolith mit Module >100 besonders ausgeprägt ist. Genauso überraschend war, daß eine Schwingmahlung desZeolithsdie Prozeßperiode beträchtlich verlängern kann, wenn diese mit einer Verweilzeit von etwa 5 bis 15 min vordem Vermischen desZeoliths mit dem Bindemittel erfolgt, obwohl elektronenoptisch und röntgenografisch keinerlei Verkleinerung der Zeolithkristalle nachweisbar ist.It is furthermore advantageous if the shaped catalyst is alkalized with Ca (OH) 2 -containing solutions at pH values> 9, wherein once again clear advantages of the process are observed when the alkalized catalysts after annealing in air at ca. 800 K for 2 to 4h, in 10% aqueous suspension have a pH of s 8.5. Surprisingly, it has been found that a common precipitation of Mn 2+ and Al 3+ hydroxides on the zeolite can achieve significantly better yields of lower olefins, in particular at the beginning of the process period, than with the commonly used Mn 2+ impurities on zeolite or catalyst , wherein the effect according to the invention is particularly pronounced with zeolite with modules> 100. It was equally surprising that vibratory milling of the zeolite can significantly extend the process period when it occurs with a residence time of about 5 to 15 minutes prior to mixing the zeolite with the binder, although electron microscopy and X-ray analysis show no reduction in zeolite crystals.

Beide Effekte machen sich besonders stark an Zeolithen bemerkbar, die das erfindungsgemäße charakteristische Röntgenbeugungsdiagramm aufweisen, wobei eine nachträgliche Alkalisierung des fertigen Katalysators mit calciumhydrpxidhaltigen Lösungen den Anfall an bei diesem Verfahren unerwünschten flüssigen Kohlenwasserstoffen weiter vermindert.Both effects are particularly noticeable in zeolites which have the characteristic X-ray diffraction pattern according to the invention, wherein a subsequent alkalization of the finished catalyst with calcium hydride solutions further reduces the accumulation of undesired liquid hydrocarbons in this process.

Ausführungsbeispielembodiment

Beispie! 1 (Katalysator A, Vergleichsverfahren)Step Example! 1 (catalyst A, comparative method)

Unter Verwendung eines 28%igen Kieselsols, einer 2,5molaren Triethyl-(2)hydroxyethylammoniumcarbonatlösung sowie einer 2 η Natronlauge, in der zuvor die benötigte Menge an Aluminiumoxidhydrat gelöst worden war, wird eine Zeolithsynthesemischung hergestellt, in der das Verhältnis Si:N:Na:Al = 7,9:1:1,5:0,043 beträgt.Using a 28% silica sol, a 2.5 molar triethyl (2) hydroxyethylammoniumcarbonatlösung and a 2 η sodium hydroxide, in the previously required amount of alumina hydrate had been dissolved, a zeolite synthesis mixture is prepared in which the ratio Si: N: Na Al = 7.9: 1: 1.5: 0.043.

Dieses Synthesegemisch wird im Autoklaven unter Eigendruck 80 h bei 433 K kristallisiert.This synthesis mixture is crystallized in autoclave under autogenous pressure for 80 h at 433 K.

Der nach dem Absaugen, Auswaschen und Trocknen erhaltene Zeolith zeigt einen Modul von 348 (chemisch ermittelt) und zeigt das erfindungsgemäße charakteristische Röntgenbeugungsdiagramm.The zeolite obtained after aspiration, washing and drying shows a modulus of 348 (chemically determined) and shows the characteristic X-ray diffraction pattern according to the invention.

Der synthetische Zeolith wird in bekaanterWeise zum Katalysator weiterverarbeilet-indem eLzunächstziirJintfeniung.cLerThe synthetic zeolite is further processed into the catalyst in a known manner-by using eLnew on the preparation

organischen Verbindung 4 bis 5h bei ca. 850K geglüht, anschließend unter Verwendung einer 1 η NH4NO3-Lösung ionenausgetauscht wird und danach unter Zusatz von 30% AI2O3 (berechnet und bezogen auf wasserfreies Material) in Form eines Fällungsböhmitszu Extrudaten verformt wird, die einen runden Querschnitt mit einem Durchmesser von ca. 2 mm aufweisen. Diecalcinierten Strangformlinge werden mit einer Mn(NO3>2-Lösung getränkt, so daß auf den wasserfreien Zeolith bezogen, 3Ma.-% Mn aufgebracht werden. Nach dem Trocknen und erneuten Calcinieren für ca. 2 h bei 720 bis 770 K ist der Katalysator fertiggestellt.organic compound is annealed at about 850K for 4 to 5 hours, then ion exchanged using a 1 η NH 4 NO 3 solution, and then, with the addition of 30% Al 2 O 3 (calculated and based on anhydrous material) in the form of a precipitate, shaped into extrudates containing a have a round cross section with a diameter of about 2 mm. The calcined extrudates are impregnated with a Mn (NO3> 2 solution so that 3Ma% Mn is applied to the anhydrous zeolite, and the catalyst is completed after drying and recomination for about 2 hours at 720-770K ,

Beispiel 2 (Katalysator B, erfindungsgemäßes Verfahren)Example 2 (Catalyst B, process according to the invention)

Der getrocknete Synthesezeolith aus Beispiel 1 wird zunächst in einer Schwingmühle 5 bis 15 min gemahlen und anschließend in eine Lösung eingerührt, die Mn(NO3)2 und AI(NO3>3 in einer solchen Menge enthält, daß auf den wasserfreien Zeolith bezogen, 3Ma.-% Mn und 10Ma.-% AI2O3 resultieren, wobei das Feststoff-Flüssigkeits-Verhältnis 1:3 bis 1:5 beträgt. Die Suspension wird auf 340 bis 360K unter Rühren erhitzt und bei dieser Temperatur mit wäßriger Ammoniaklösung bis zu einem pH-Wert von 7 bis 8 neutralisiert, wobei ein Gemisch der Hydroxide des Mn und Al auf den Zeolith gefällt wird.The dried synthesis zeolite from Example 1 is first ground in a vibration mill for 5 to 15 minutes and then stirred into a solution containing Mn (NO 3 ) 2 and Al (NO 3 > 3 in such an amount that based on the anhydrous zeolite, 3Ma .-% Mn and 10Ma .-% Al2O3 result, wherein the solid-liquid ratio is 1: 3 to 1: 5. The suspension is heated to 340 to 360K with stirring and at this temperature with aqueous ammonia solution to a pH Value of 7 to 8, wherein a mixture of the hydroxides of Mn and Al is precipitated on the zeolite.

Zur Vervollständigung der Reaktion wird noch 1 bis 2 h bei dieser Temperatur nachgerührt und dann der Feststoff von der Mutterlauge abgetrennt, mit salzfreiem Wasser ausgewaschen und gegebenenfalls nach Trocknung mit ca. 20Ma.-%, bezogen auf den Zeolith und berechnet als wasserfreies Material, an Fällungsböhmit vermischt, plastifiziert und wie in Beispiel 1 zu zylindrischem Stranggranulat verformt, getrocknet und calciniert.To complete the reaction, stirring is continued for 1 to 2 h at this temperature and then the solid is separated from the mother liquor, washed with salt-free water and optionally after drying with about 20Ma .-%, based on the zeolite and calculated as anhydrous material to Precipitated boehmite mixed, plasticized and shaped as in Example 1 to cylindrical extruded granules, dried and calcined.

Beispiel 3 (Katalysator C, erfindungsgemäßes Verfahren)Example 3 (Catalyst C, process according to the invention)

Der in Beispiel 2 erhaltene Katalysator B wird mit einem Flüssigkeits-Feststoff-Verhältnis von etwa 2:1 mit einer 0,5molaren Ca(NO3)2-Lösung behandelt, deren pH-Wert vorher durch Zusatz von Ca(OH)2 auf 9 eingestellt wurde und auf diesem Wert gehalten wird, wobei die Lösung die Katalysatorformlinge bei etwa 340K für 2 h umströmt bzw. durchströmt. Danach wird die Lösung abgetrennt, der Katalysator mit einer solchen Menge an salzfreiem Wasser gewaschen, wie seinem Schüttvolumen entspricht, anschließend getrocknet und bei ca. 770K 2 h an Luft calciniert.The catalyst B obtained in Example 2 is treated with a liquid-solid ratio of about 2: 1 with a 0.5 molar Ca (NO 3 ) 2 solution, the pH of which was previously adjusted to 9 by the addition of Ca (OH) 2 was set and held at this value, wherein the solution flows around the catalyst moldings at about 340K for 2 h or flows through. Thereafter, the solution is separated, the catalyst washed with an amount of salt-free water, as corresponds to its bulk volume, then dried and calcined at about 770K for 2 h in air.

Der gemahlene Katalysator zeigt in wäßriger Suspension mit 10Ma.-% Feststoffanteil einen pH-Wert von 8,5.The ground catalyst shows in aqueous suspension with 10Ma .-% solids a pH of 8.5.

Beispiel 4 (Katalysator D, Vergleichsverfahren)Example 4 (catalyst D, comparative method)

Ein siliciumreicher Zeolith vom Typ LZ40 mit einem molaren Verhältnis von SiO2: AI2O3 = 57 wird in an sich bekannter Weise mit Mn2+-lonen ausgetauscht, indem er 2 h bei ca. 365 K mit einer wäßrigen Mn(NO3)2-Lösung unter Rühren behandelt wird, die 0,5 Mol/l Mn(NO3J2 enthält, wobei das Verhältnis Feststoff:Flüssigkeit ca. 1:5 beträgt. Nach beendetem Ionenaustausch wird der Zeolith von der Mutterlauge abgetrennt, salzfrei gewaschen und getrocknet. Der ionenausgetauschte Zeolith wird im Masseverhältnis 70:30 (bezogen auf das wasserfreie Material) mit einem Fällungsböhmit zusammen unter Zusatz von salzfreiem Wasser plastifiziert, gegebenenfalls unter Zusatz eines Plastifikators, wie z. B. Polyvinylalkohol, und mittels Schneckenstrangpresse zu Extrudaten mit einem Durchmesser von ca. 2 mm verformt. Die Formlinge werden bei ca. 390K getrocknet und durch ca. 5stündiges Calcinieren bei etwa 800K an Luft verfestigt.A silicon-rich zeolite of the type LZ40 with a molar ratio of SiO 2 : Al 2 O 3 = 57 is exchanged in a manner known per se with Mn 2+ ions by incubating for 2 h at about 365 K with an aqueous Mn (NO 3 2) solution with stirring, which contains 0.5 mol / l Mn (NO 3 J 2 , the ratio solid: liquid being about 1: 5. After the ion exchange has ended, the zeolite is separated off from the mother liquor, washed salt-free The ion-exchanged zeolite is plasticized in a mass ratio of 70:30 (based on the anhydrous material) with a precipitation boehmite together with the addition of salt-free water, optionally with the addition of a plasticizer, such as polyvinyl alcohol, and extrudates with a screw extruder Diameters of about 2 mm are deformed, the moldings are dried at about 390K and solidified by air for about 5 hours at about 800K in air.

Die Katalysatorformlinge werden sodann mit einer 0,5molaren Ca(NO3)2-Lösung behandelt, die durch Zusatz von Ca(OH)2 auf einen pH-Wert von 9,5 gebracht und gehalten wird, indem sie 2 h bei etwa 350 Kund einem Flüssigkeits: Feststoff-Verhältnis von etwa 2 umströmt werden. Die behandelten Formlinge werden abgetrennt und mit einem Volumen an salzfreiem Wasser gewaschen, das dem Katalysatorvolumen entspricht. Nach erneutem Trocknen bei 390K mit nachfolgendem Glühen für 2h bei ca. 800K an Luft zeigt eine 10%ige wäßrige Aufschlämmung des gemahlenen Katalysators einen pH-Wert von 9,1.The catalyst moldings are then treated with a 0.5 molar Ca (NO 3 ) 2 solution which is brought to pH 9.5 by addition of Ca (OH) 2 and held for 2 hours at about 350 ° C a liquid: solids ratio of about 2 to be flowed around. The treated briquettes are separated and washed with a volume of salt-free water equal to the catalyst volume. After re-drying at 390K with subsequent annealing for 2h at about 800K in air, a 10% aqueous slurry of the milled catalyst shows a pH of 9.1.

-4- Üb3 ΟΤΙ-4- Üb3 ΟΤΙ

Beispiel 5 (Katalysator E, erfindungsgemäßes Verfahren·)Example 5 (catalyst E, process according to the invention)

Der gleiche Zeolith wie in Beispiel 4 wird wie in Beispiel 2 behandelt, nur mit dem Unterschied, daß die kurzzeitige Schwingmahlung erst nach dem Auffällen des Mn-Al-Hydroxidgemisches auf den Zeolith, jedoch vordem Vermischen mit dem als Bindemittel dienenden Fällungsböhmit erfolgt.The same zeolite as in Example 4 is treated as in Example 2, except that the short-term vibration milling takes place only after precipitation of the Mn-Al hydroxide mixture onto the zeolite but before mixing with the precipitating boehmite acting as binder.

Die calcinierten Katalysatorformlinge werden, wie in Beispiel 4 dargestellt alkalisiert, wobei der fertiggestellte Katalysator als 10%ige Suspension einen pH-Wert von 9,3 aufweist.The calcined catalyst moldings are alkalized as shown in Example 4, with the finished catalyst having a pH of 9.3 as a 10% suspension.

Beispiel 6Example 6

Die Katalysatoren A bis E wurden unter folgenden Bedingungen katalytisch geprüftThe catalysts A to E were catalytically tested under the following conditions

Druck: 1,0MPa - Begleitgas: WasserdampfPressure: 1.0MPa - Accompanying gas: water vapor

Belastung: 1,0g/g-h MethanokWasser: 1:1 g/gLoad: 1.0g / g-h methane water: 1: 1 g / g

Das Methanol wurde zunächst in einem Vorreaktor an γ-ΑΙ2Ο3 bei 620 K weitgehend zu Dimethylether und Wasser umgesetzt und anschließend das entstandene Gasgemisch unter den Katalysator geleitet. Die Betriebsperiode ist beendet, wenn der Umsatz des Methanols zu Kohlenwasserstoffen auf 95% abgesunken istThe methanol was first reacted in a prereactor to γ-ΑΙ 2 Ο 3 at 620 K largely to dimethyl ether and water and then passed the resulting gas mixture under the catalyst. The operating period is completed when the conversion of methanol to hydrocarbons has dropped to 95%

In Tabelle 1 sind die katalytischen Ergebnisse gegenübergestellt: Table 1 compares the catalytic results:

Tabelle 1Table 1

Katalysator A B C D ECatalyst A B C D E

Betriebsperiode in h 256Operating period in h 256

Temperatur in K 620 620Temperature in K 620 620

C2-bisC4-OlefineinMa.-% 25 32C 2 to C 4 olefins in mass% 25 32

Flüssige Kohlenwasser- 51 42 stoffein Ma.-%Liquid hydrocarbons 51 42 substancesin% by mass

Die Ergebnisse verstehen sich immer zu Beginn und am Ende einer Betriebsperiode.The results are always at the beginning and end of a period of operation.

Wie die Tabelle 1 ausweist, ergibt das erfindungsgemäße Verfahren erheblich verlängerte Betriebsperioden und diese noch beiAs Table 1 shows, the inventive method results in significantly extended periods of operation and this at

deutlich verbesserten Olefinselektivitäten.markedly improved olefin selectivities.

388388 468468 168168 336336 620 620620 620 660 690660 690 620 620620 620 655 670655 670 31 3831 38 43 4643 46 33 3433 34 38 4038 40 44 3544 35 38 3638 36 46 4346 43 . 39 37, 39 37

Claims (2)

1. Herstellung niederer Olefine aus Methanol und/oder Dimethylether an manganhaltigen Katalysatoren vom Pentasilzeolith-Typ mit AI2O3 als Bindemittel, bei erhöhter Temperatur und einem Verfahrensdruck von 0,5 bis 1,5MPa, gekennzeichnet dadurch, daß das Einsatzprodukt an einem Katalysator umgesetzt wird, der das Mn2+ im wesentlichen als Gemisch der Hydroxide des Aluminiums und des Mangans auf einem mechanisch aktivierten Zeolith enthält, dessen molaren Verhältnis SiO2:AI2O3 = 100 bis 600 beträgt.1. Production of lower olefins from methanol and / or dimethyl ether of manganese-containing catalysts of pentasil zeolite type with Al 2 O 3 as a binder, at elevated temperature and a process pressure of 0.5 to 1.5 MPa, characterized in that the starting material on a catalyst is reacted, which contains the Mn 2+ substantially as a mixture of the hydroxides of aluminum and manganese on a mechanically activated zeolite whose molar ratio SiO 2 : Al 2 O 3 = 100 to 600. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß Zeolithe vom Pentasil-Typ verwendet werden, dessen Röntgenbeugungsdiagramm folgende Reflexe2. The method according to claim 1, characterized in that zeolites of the pentasil type are used, the X-ray diffraction pattern of the following reflexes
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0622118A1 (en) * 1993-04-07 1994-11-02 Idemitsu Kosan Company Limited Catalyst composition and method of preparing the same

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