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DE1542024A1 - Disproportionierungskatalysator und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Disproportionierungskatalysator und Verfahren zu seiner Herstellung

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DE1542024A1
DE1542024A1 DE19661542024 DE1542024A DE1542024A1 DE 1542024 A1 DE1542024 A1 DE 1542024A1 DE 19661542024 DE19661542024 DE 19661542024 DE 1542024 A DE1542024 A DE 1542024A DE 1542024 A1 DE1542024 A1 DE 1542024A1
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DE
Germany
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catalyst
disproportionation
carrier
range
temperature
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DE19661542024
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Bradshaw Christopher Pa Cadman
Howman Eric James
Leonard Turner
Williams Keith Vaughan
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BP PLC
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Description

PATENTANWÄLTE DIPL-CKEM.'DR. WERNER KOCH -DR.-fNG. RICHARD GLAWE DIPL-ING. KLAUS DELFS 1542024 HAMBURG - MÖNCHEN
2000 Hamburg 52 · WaltzttraBe 12 · Ruf 892255 «000 München 22 · Ll«bhtrritrafle 20 · Ruf 226548
J UNSER ZEICHEN HAMBURG, DEN
HAMBURG E/B
ρ 4162/66
The British Petroleum Company Limited, London, England
Disproportionierungskatalysator und Verfahren zu seiner Herstellung.
Die Erfindung betrifft einen Katalysator, der sich zur Verwendung "bei der Disproportionierung acyclischer olefinischer Kohlenwasserstoffe eignet, und ein Verfahren zur Disproportionierung aoyclischer olefinischer Kohlenwasserstoffe.
Unter der Bezeichnung "Disproportionierung" ist die Umwandlung des Ausgangskohlenwasserstoffes in ein Gemisch aus Kohlenwasserstoffen mit niedrigeren und höheren Kohlenstoffzahlen als die Ausgangskohlenwasserstoffe zu verstehen.
HTaGh einem Merkmal der Erfindung wird ein Katalysator geschaffen, der sich zur Verwendung bei einer Disproportionierung acyclischer Olefine eignet, wobei der Katalysator zwei Komponenten - Rheniumheptoxyd und einen Träger - enthält, und der
Träger ein schwerschmelzbares Oxyd eines Elements der Gruppe IV des Periodischen Systems nach Mendelejew oder ein gemischtes oder ein gebundenes Oxyd, das ein solches Oxyd enthält, enthält.
209816/VÄV3
— 1 — '
Torzugsweise besteht der Katalysator allein aus Rheniumheptoxyd und dem Träger.
Als schwerschmelzbare Oxyde eignen sich beispielsweise Siliciumdioxyd, Titandioxyd, Zirkoniumdioxyd, Thoriumdioxyd und Zinndioxyd.
Der Katalysator enthält vorzugsweise 0,1 - 40, insbesondere 1 - 20, Teile Rheniumheptoxyd auf 100 Teile Träger.
Die bevorzugten Rheniumheptoxydkatalysatoren können bequem hergestellt werden, indem man eine Lösung von Ammoniumperrhenat, HH.ReO., mit dem Träger oder dem Trägervorläufer, d. h. einem Hydrqxyd, aus welchem das Oxyd erhalten werden kann, mischt und erhitzt, um das Perrhenat, und falls vorhanden, das Hydroxyd in das Oxyd umzuwandeln.
Die Katalysatoren werden vor der Verwendung aktiviert, indem sie einer thermischen Behandlung entweder in einem Strom eines Inertgases, wie beispielsweise Stickstoff, Kohlendioxyd oder Helium, oder vorzugsweise in einem luft- oder Sauerstoffstrom, gefolgt von einer Endbehandlung in einem Inertgas, unterworfen werden. Zweckmäßigerweise werden die Katalysatoren in luft bei einer Temperatur in dem Bereich 3OO-9OO°O 1 Minute bis 20 Stunden und dann unter ähnlichen Bedingungen in einem Inertgas, wie beispielsweise Stickstoff, behandelt.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung wird ein Verfahren zur Disproportionierung eines acyclischen olefinischen Kohlen-
Wasserstoffs geschaffen, das darin besteht, daß man einen acyclischen olefinischen Kohlenwasserstoff mit einem Disproportionierungskatalysator, wie zuvor beschrieben, unter Bedingungen von Temperaturen und Druck, welche Disproportionierung
20 9 8 126/ 1613
der Beschickung bewirken, in Berührung bringt.
Acyclische Olefine, die sich als Beschickung eignen, sind beispielsweise C~ ~0, vorzugsweise C-, „, geradkettige Alkene. Die Alkene können alpha, beta oder gamma etc Alkene sein. Als Alkene eignen sich beispielsweise Propylen, Buten-1, Buten-2, Penten-1, Penten-2, Hexen-1, Hexen-2, Hexen-3, Hepten-1, Hepten-2, Hepten-3, Octen-T., Octen-2 etc. Auch verzweigkettige CV-zq Alkene eignen sich als Ausgangsstoffe.
In der Anmeldung B 84 552 IVb/i2o ist ein Verfahren zur Herstellung von Olefinen beschrieben, das darin besteht, daß man ein Anfangsgemisch aus zwei unähnlichen acyclischen Olefinen über einem Disproportionierungskatalysator zur Reaktion bringt. Ein Katalysator, der nach einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, ist zur Verwendung bei einem solchen Verfahren sehr geeignet.
Die Reaktionsbedingungen können mit der Zusammensetzung der Beschickung, dem gewünschten Produkt und der Natur des Katalysators variieren.
Die Reaktionstemperaturen können von -200G bis +500 0 reichen, wobei Temperaturen in dem Bereich 2O0G - 2500O bevorzugt werden. ·
Die Reaktionsdrücke können in dem Bereich 0 - 141 atü liegen. Die Reaktionszeiten können zwischen 0,01 Sekunden und 120 Minuten, vorzugsweise zwischen 0,1 Sekunden und 10 Minuten variieren.
Geeignete Gewichtsverhältnisse Olefin/Katalysator liegen in dem Bereich 1000:1 bis 1:1.
Vorzugsweise liegt die GHSV des Ausgangsolefins in dem
Bereich 500-5000 .ol/vol. BAD 0RI6INAL
.· 209816/1613
Gewünschtenfalls kann das Verfahren in Gegenwart eines inerten Verdünnungsmittels, beispielsweise eines paraffinischen oder cycloparaffinischen Kohlenwasserstoffs, bewirkt werden. . ■
Das Verfahren kann ■ chargenweise oder kontinuierlich ausgeführt werden, wobei der Katalysator in Form eines festen Bettes, eines Wirbelschichtbettes oder eines Fließbettes verwendet wird. Gewünschtenfalls kann das Disproportionierungsprodukt in Fraktionen getrennt werden, und es können ausgewählte Fraktionen, z.B. nichtumgesetzte Beschickung oder Fraktionen, die nicht die gewünschte Kohlenstoffzahl haben, in den Reaktor zurückgeführt werden.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
Es wurde eine wässerige Lösung von Ammoniumperrhenat (1,92jj) zu Zirkoniumdioxyd (12,9 g) zugesetzt und das Gemisch wurde unter Rühren auf einem Wasserbad zur Trockne eingedampft. Der erhaltene Feststoff wurde bei 110° 2 Stunden lang getrocknet und in trockener Luft 1 Stunde bei 5800C aktiviert, anschließend 1 Stunde bei 5800C durch trockenen Stickstoff, wobei die Gase bei einer GHSV von 2000 geführt wurden. Der fertige Katalysator enthielt 13,0 Gew-$ Re^O7.
Propylen wurde bei einer GHSV von 1600 über den Katalysator geleitet. Es wurden Proben des Produkts nach 5 Minuten bei 500C, nach 10 Minuten bei 1500C und nach 15 Minuten bei 2500C entnommen. Die Aktivität des Katalysators bei diesen drei Temperaturen
209816/1613
ist in der folgenden Tabelle angegeben. In allen Fällen waren die Dispropotionierungsprodukte des Propylene annähernd äquimolare Mengen von Äthylen und n-Butenen.
Beispiel 2 und 3
Es wurden Katalysatoren hergestellt, so daß sie 13»0 und 14,5$ Re2°7 auf Thoriumdioxyd und Zinndioxyd enthielten, wobei das Verfahren das in Beispiel 1 beschrieben war mit dem Unterschied, daß im falle des Thoriums die wässerige Lösung von Ammoniumperrhenat zu Thoriumhydroxyd zugesetzt wurde.
Es wurde Propylen über die Katalysatoren geleitet wie vorher in Beispiel 1 beschrieben, und die Aktivitäten der Katalysatoren bei denselben drei Temperaturen sind in der folgenden Tabelle angegeben.
. Tabelle
Beispiel Ausgangs-
material		 Endoxyd iy Disproportionierung 1 500C 1 25O0C 2
1 ZrO2 ZrO2 50 0C 2 0 0 1
2 Th(OH)4 - ThO2 1 ,9 1 2-, 0 2 0
3 SnO2 SnO2 6 ,8 2, 0,
15 ,0
Beispiel 4
Zu 20 g frisch hergestelltem Titandioxyd, das durch Hydrolyse von Tetra-n-butyltitanat hergestellt war, wurde .eine Aufschlämmung von 5,0 g Ammoniumperrhenat in Wasser (40 ml) zugesetzt. Das Produkt wurde auf einem Wasserbad zur Trockne eingedampft und dann 18 Stunden bei 1100C erhitzt.
209816/1613
Das Produkt, das 14 Gew.-$> Re^O enthielt, wurde aktiviert, indem es bei 3000C in einem Strom trockener luft 1 Stunde und trockenen Stickstoff 1 Stunde erhitzt wurde.
Propylen wurde bei einer GHSY von 1600 über den aktivierten Katalysator bei 40 - 15O0C mit den folgenden Ergebnissen geleitet:
40 75 150
Temperatur0C 3,5 6,2 13,0
fo Disproportionierung
von O^Hg		 2,0
96,5
0
1,5		 3,5
93,8
0
2,7		 4,8
87,0
0,5
7,7
Gesamtprodukte Gew.-$
°2H4
SH6
C4H8-1
C4H8-2
Beispiel 5
Zu einem frischhergestellten Silikagel (hergestellt durch Hydrolyse von Tetra-äthyl-orthosilikat)(i5,6 g) wurde eine gesättigte wässerige Lösung von Ammoniumperrhenat, welche 3,30 g des Salzes enthielt, zugesetzt. Das Gemisch wurde auf einem Wasserbad zur Trockne eingedampft und 18 Stunden bei 11O0C getrocknet. Das Produkt, welches H Gew.~f> Re^O1-, enthielt, wurde aktiviert, indem es 1 Stunde in trockner Luft und 1Ί/2 Stunden in trockenem Stickstoff bei 400-4500C (Versuche A) und 55O-6OO°C (Versuche B) erhitzt'wurde.
209816/1613
15Λ2024
Dann wurde Propylen über die Katalysatoren geleitet mit den folgenden Ergebnissen:
Versuche A .
Katalysator aktiviert bei 400-450 0 GHSV von Propylen 2000
Reaktionstemperatur C 300 430 520
c/o Disproportionierung
von C^Hg		 2,0 7,5 6,0
Produkte, Grew.-> von
umgewandeltem G^Hg
G2H4 34 34,9 37,5
Ü4H8-1 10 7, Ί 8,5
C4H8-2 54 55,3 47,4
ISO-G4H8 Z 2,7 3,9
C5H10 0 Spur 2,7
209816/1613
Versuche B
Katalysator aktiviert bei 550-60O0C GHSV von Propylen 2000
Reaktionstemper ätur°O 300 5ÖÖ ■
fo Disproportionierung
von C ,Hg		 3,0 4,6
Produkte, Gew.-$ von
umgewandeltem CUHg
O2H4 35,1 38,5
G4H8-'I 7,6 5,0
°4H8-2 56,6 51,2
ISO-C4H8 0,7 3,5
O5H10 Spur 1,8
8 ■».
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Claims (19)

Patentansprüche
1. Katalysator, der sich zur Verwendung "bei der Disproportionierung von acyclischen Olefinen eignet, dadurch gekennzeichnet, daß er 2 Komponenten, Rheniumheptoxyd und einen Träger, enthält, wobei der Träger ein schwerschmelzbares Oxyd eines Elements der Gruppe IV des Periodischen Systems nach Mendelejew oder ein gemischtes oder ein gebundenes Oxyd, das ein solches Oxyd enthält, enthält.
2. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Katalysator allein aus Rheniumheptoxyd und dem Träger besteht,
3. Katalysator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger Siliciumdioxyd ist.
4. Katalysator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger Titandioxyd ist.
5. Katalysator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger Zirkoniumdioxyd, Thoriumdioxyd oder Zinndioxyd ist,
6. Katalysator nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator 0,1 - 40 Teile Rheniumheptoxyd auf 100 Teile Träger enthält.
?. Katalysator nach Anspruoh 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator 1 - 20 Teile Rheniumheptoxyd auf 100 Teile Träger enthält.
8. Verfahren zur Aktivierung eines Katalysators nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator einer thermischen Behandlung in einem inerten und/oder oxydierenden Gas unterworfen wird.
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9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator in luft bei einer Temperatur in dem Bereich 300 900°0 während 1 Minute bis 2Q Stunden und dann in einem Inertgas bei einer Temperatur in dem Bereich 300-90O0G während 1 Minute bis 20 Stunden behandelt wird.
10. Verfahren zur Disproportionierung eines acyclischen Olefins, dadurch gekennzeichnet, daß ein acyclisches Olefin mit einem Disproportionierungskatalysator nach Anspruch 1-7 oder einem Disproportion!erungskatalysator, der gemäß dem Verfahren nach Anspruch 8 oder 9 aktiviert ist, unter Bedingungen von Temperatur und Druck, welche die Disproportionierungaer Beschickung bewirken, in Berührung gebracht wird.
It. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Beschickung ein 0, ,« Alken verwendet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Beschickung ein C3-8 Alken verwendet wird.
13. Verfahrennach Anspruch 10-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Disproportionierung bei einer Temperatur in dem Bereich -20 bis +5000C bewirkt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Disproportionierung bei einer Temperatur in dem Bereich 20° - 25O0C bewirkt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 10-14, dadurch gekennzeichnet, daß die Disproportionierung unter einem Druck intern Bereich 0-141 atü (0-2000 psig) bewirkt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 10-14, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionszeit zwischen 0,01 Sekunden und 120 Minuten, liegt.
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17. Verfahren nach. Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionszeit zwischen 0,1 Sekunden und 10 Minuten liegt.
18. Verfahren nach Anspruch 10 - 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis Olefin/Katalysator, in dem Bereich 1000ί1 bis 1:1 liegt. '
19. Verfahren nach Anspruch 10 - 18, dadurch gekennzeichnet, daß die GHSV des Ausgangsolefins in dem Bereich 500-5000
vol/vol liegt.
- 11 -
209816/1613
DE1542024A 1965-08-25 1966-08-23 Verfahren zur katalytischen Disproportionierung acyclischer, olefinischer Kohlenwasserstoffe Expired DE1542024C3 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB3646965 1965-08-25
GB36468/65A GB1093784A (en) 1965-08-25 1965-08-25 Disproportionation of olefins
GB5335165 1965-12-16

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1542024A1 true DE1542024A1 (de) 1972-04-13
DE1542024B2 DE1542024B2 (de) 1973-07-12
DE1542024C3 DE1542024C3 (de) 1974-02-21

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DE1542024A Expired DE1542024C3 (de) 1965-08-25 1966-08-23 Verfahren zur katalytischen Disproportionierung acyclischer, olefinischer Kohlenwasserstoffe

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BE (1) BE685965A (de)
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GB (1) GB1093784A (de)
NL (1) NL149774B (de)

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NL6611840A (de) 1967-02-27
NL149774B (nl) 1976-06-15
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GB1093784A (en) 1967-12-06
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