[go: up one dir, main page]

DE1618076C - Process for the homodimerization of olefinic hydrocarbons. Eliminated from: 1418681 - Google Patents

Process for the homodimerization of olefinic hydrocarbons. Eliminated from: 1418681

Info

Publication number
DE1618076C
DE1618076C DE19611618076 DE1618076A DE1618076C DE 1618076 C DE1618076 C DE 1618076C DE 19611618076 DE19611618076 DE 19611618076 DE 1618076 A DE1618076 A DE 1618076A DE 1618076 C DE1618076 C DE 1618076C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
catalyst
potassium
sodium
homodimerization
propene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19611618076
Other languages
German (de)
Other versions
DE1618076A1 (en
DE1618076B2 (en
Inventor
Geoffrey Winton; Hambling James Keith; Yeo Alan Arthur; Sunburyon-Thames Middlesex Alderson (Großbritannien)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BP PLC
Original Assignee
BP PLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GB43558/60A external-priority patent/GB933253A/en
Priority claimed from GB8246/61A external-priority patent/GB962255A/en
Priority claimed from GB1428561A external-priority patent/GB988087A/en
Priority claimed from GB28347/61A external-priority patent/GB945967A/en
Application filed by BP PLC filed Critical BP PLC
Publication of DE1618076A1 publication Critical patent/DE1618076A1/en
Publication of DE1618076B2 publication Critical patent/DE1618076B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE1618076C publication Critical patent/DE1618076C/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Homodimerisierung olefinischer Kohlenwasserstoffe mi? mindestens 3 Kohlenstoffatomen im Molekül bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck in Gegenwart eines auf eine Trägersubstanz aufgebrachten Alkalimetallkatalysators. The invention relates to a method for homodimerization olefinic hydrocarbons mi? at least 3 carbon atoms in the molecule at increased Temperature and elevated pressure in the presence of an alkali metal catalyst applied to a carrier substance.

In der britischen Patentschrift 824 917 ist ein Verfahren zur Dimerisierung von Propen in Anwesenheit eines Alkalimetallkatalysators bei einer Temperatur zwischen 38 und 204° C und einem Druck von 1 bis 100 at beschrieben. Geeignete Alkalimetalle sollen Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium und Caesium umfassen, wobei auf die außerordentlich günstige Wirkung von Kalium, Rubidium und Caesium hingewiesen wird. In dieser Patentschrift ist ferner angegeben, daß das Alkalimetall als ein Film auf einem inerten Träger verwendet werden kann, wobei die Verwendung von Kalium auf gepulvertem Kaliumcarbonat in einem Ausführungsbeispiel dargelegt wird.In British Patent 824,917 there is a process for the dimerization of propene in the presence an alkali metal catalyst at a temperature between 38 and 204 ° C and a pressure of 1 to 100 at. Suitable alkali metals are said to be lithium, sodium, potassium, rubidium and cesium include, pointing out the extraordinarily beneficial effects of potassium, rubidium and cesium will. This patent also states that the alkali metal can be used as a film on a inert carrier can be used, with the use of potassium on powdered potassium carbonate is set out in one embodiment.

Es wurde nun gefunden, daß die Verwendung von Natrium auf Kalium-, Rubidium- und Caesium-Verbindungen, z. B. Carbonate oder Silikate, als Trägersubstanzen einen Katalysator für die Dimerisierung von Propen ergibt, der dem aus der britischen Patentschrift 824 917 bekannten Kalium-Kaliumcarbonat-Katalysator hinsichtlich seiner Herstellungskosten, Wirksamkeit und Lebendsauer überlegen ist. Dabei ist es überraschend, daß ein Katalysator auf Basis von Natrium in dem Verfahren der Erfindung Propen mit großer Selektivität zu 4-Methylpenten-l dimerisiert, denn es ist aus der britischen Patentschrift 868 945 sowie aus einer Veröffentlichung in J. Amer.It has now been found that the use of sodium on potassium, rubidium and cesium compounds, z. B. carbonates or silicates, as carrier substances, a catalyst for dimerization of propene, the potassium-potassium carbonate catalyst known from British patent specification 824,917 is superior in terms of its manufacturing costs, effectiveness and life span. It is surprising that a sodium based catalyst is used in the process of the invention Propene with great selectivity to 4-methylpentene-1 dimerized because it is from British patent specification 868 945 and from a publication in J. Amer.

Chem. Soc. 78, 5946-50 (1956), bekannt, daß mit Natriumkatalysatoren bei der Dimerisierung^ von Propen überwiegend Methylpentene mit inneren Doppelbindungen erhalten werden. Die vorteilhaften Eigenschaften des im Verfahren der Erfindung ver- ■ wendeten Katalysators dürften in einer chemischen Austauschreaktion des Natriums mit dem speziellen Trägermaterial gegründet sein, da sich gezeigt hat, daß andere Träger wie Natriumcarbonat, NatriumsulfatChem. Soc. 78, 5946-50 (1956), known that with Sodium catalysts in the dimerization of propene predominantly methyl pentenes with internal Double bonds are obtained. The advantageous properties of the ■ in the method of the invention The catalyst used is likely to take place in a chemical exchange reaction of the sodium with the special Support material should be established as it has been shown that other supports such as sodium carbonate, sodium sulfate

ίο oder Calciumcarbonat einen völlig unbrauchbaren Katalysator ergeben. Es wird hier also kein inertes Trägermaterial wie das der britischen Patentschrift 824 917 verwendet.ίο or calcium carbonate a completely useless one Catalyst yield. So it does not become an inert carrier material like that of the British patent specification 824 917 used.

Die Erfindung ist auf ein Verfahren zur Homodimerisierung von olefinischen Kohlenwasserstoffen mit mindestens ■ 3 Kohlenstoffatomen in Gegenwart eines verbesserten Alkalimetallkatalysators gerichtet. Das Verfahren der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Homodimerisierung bei einer Temperatur von 100 bis 200° C und einem Druck zwischen atmosphärischem und 280 kg/cm2, gegebenenfalls in Gegenwart von Wasserstoff oder einem wasserstoffhaltigen Gas, in Gegenwart eines 1 bis 20 Gewichtsprozent Natriummetall auf einer wasserfreien Kalium-, Rubidium- oder Caesium-Verbindung enthaltenden Katalysators durchführt, der durch Dispergieren von geschmolzenem Natriummetall bei einer Temperatur in dem Bereich 250 bis 500°C auf einer bei dieser Temperatur stabilen, fein verteilten, wasserfreien Verbindung von Kalium, Rubidium oder Caesium, vorzugsweise in einer inerten Gasatmosphäre hergestellt worden ist.The invention is directed to a process for the homodimerization of olefinic hydrocarbons having at least 3 carbon atoms in the presence of an improved alkali metal catalyst. The process of the invention is characterized in that the homodimerization is carried out at a temperature of 100 to 200 ° C and a pressure between atmospheric and 280 kg / cm 2 , optionally in the presence of hydrogen or a hydrogen-containing gas, in the presence of 1 to 20 percent by weight Performs sodium metal on an anhydrous potassium, rubidium or cesium compound containing catalyst by dispersing molten sodium metal at a temperature in the range 250 to 500 ° C on a stable at this temperature, finely divided, anhydrous compound of potassium, rubidium or cesium, preferably has been produced in an inert gas atmosphere.

Vorteilhafterweise führt man die Homodimerisierung in Gegenwart einer Dispersion von 4 bis 6 Gewichtsprozent Natriummetall auf wasserfreiem Kaliumcarbonat als Katalysator durch.The homodimerization is advantageously carried out in the presence of a dispersion of 4 to 6 percent by weight Sodium metal on anhydrous potassium carbonate as a catalyst.

Besonders geeignet als Träger sind Kaliumverbindungen, wie Kaliumhydroxyd und Kaliumsalze von Mineralsäuren, wie Silikate, Phosphate und Halogenide; bevorzugt ist Kaliumcarbonat.Potassium compounds such as potassium hydroxide and potassium salts are particularly suitable as carriers of mineral acids such as silicates, phosphates and halides; potassium carbonate is preferred.

Der Katalysator kann durch Mischen des geschmolzenen Natriums mit einer wasserfreien Kaliumverbindung hergestellt werden. Vorzugsweise wird das geschmolzene Natrium mit der Kaliumverbindung in ' einer feinverteilten Form kräftig gerührt. Zweckmäßigerweise hat die Kaliumverbindung eine Teilchengröße von weniger als 152 Mikron. Gewöhnlich ist es erwünscht, das Vermischen unter einem Schutzgas, z. B. Stickstoff, durchzuführen.The catalyst can be prepared by mixing the molten sodium with an anhydrous potassium compound getting produced. Preferably the molten sodium is mixed with the potassium compound in ' vigorously stirred in a finely divided form. The potassium compound expediently has a particle size less than 152 microns. It is usually desirable to carry out the mixing under a protective gas, z. B. nitrogen to perform.

Die Temperatur, bei der das Natrium auf die Kaliumverbindung gebracht wird, ist nicht entscheidend. Im allgemeinen ist es erforderlich, bei Temperaturen, die näher an dem Schmelzpunkt des Natriums liegen, längere Zeit kräftig zu rühren, als wenn das elementare Metall bei höheren Temperaturen aufgebracht wird. Dabei ist jedoch zu beachten, daß ■ sich die Kaliumverbindung nicht zersetzt und daß sie nicht schmilzt oder sintert.
Im allgemeinen wird das Natriummetall bei einer
The temperature at which the sodium is brought onto the potassium compound is not critical. In general, it is necessary to stir vigorously for longer periods of time at temperatures closer to the melting point of sodium than when the elemental metal is applied at higher temperatures. It should be noted, however, that the potassium compound does not decompose and that it does not melt or sinter.
In general, the sodium metal is used in a

Uo Temperatur von wenigstens 250° C, vorzugsweise 250 bis 500° C, auf die Kaliumverbindung aufgebracht, wobei die Kaliumverbindung demgemäß ausgewählt wird.Uo temperature of at least 250 ° C, preferably 250 to 500 ° C, applied to the potassium compound, the potassium compound selected accordingly will.

Die Menge an verwendetem elementarem Natrium liegt im allgemeinen zwischen 1 und 20 Gewichtsprozent der Kaliumverbindung, vorzugsweise zwischen 2 und 7 Gewichtsprozent, wobei 4 bis 6 Gewichtsprozent besonders bevorzugt sind.The amount of elemental sodium used is generally between 1 and 20 percent by weight of the potassium compound, preferably between 2 and 7 percent by weight, with 4 to 6 percent by weight are particularly preferred.

Der olefinische Kohlenwasserstoff wird gewöhnlich mit einem vorgebildeten Katalysator in Kontakt gebracht. Die Dimerisationsbedingungen können jedoch auch so gewählt werden, daß der Katalysator in situ gebildet wird. In diesem Falle können elementares Natrium und eine der vorstehend genannten Kaliumverbindungen mit dem olefinischen Kohlenwasserstoff in Kontakt gebracht werden.The olefinic hydrocarbon is usually contacted with a preformed catalyst brought. However, the dimerization conditions can also be chosen so that the catalyst is formed in situ. In this case, elemental sodium and any of the above can be used Potassium compounds are brought into contact with the olefinic hydrocarbon.

Geeignete Ausgangsstoffe sind Propen, Isobuten, Butadien und Isopren. oc-Olefine sind die bevorzugten Ausgangsstoffe. Es werden Temperaturen von 100 bis 2000C angewandt. Diene können bei —10 bis 5O0C dimerisiert werden. Die Wahl der Reaktionstemperatur wird nach der Leichtigkeit bestimmt, mit der die Monomeren dimerisiert werden können.Suitable starting materials are propene, isobutene, butadiene and isoprene. oc-olefins are the preferred starting materials. Temperatures from 100 to 200 ° C. are used. Dienes may be dimerized at -10 to 5O 0 C. The choice of reaction temperature is determined by the ease with which the monomers can be dimerized.

Gewöhnlich ist der Reaktionsdruck mindestens Atmosphärendruck und kann bis zu 280 kg/cm2 Überdruck betragen. Vorzugsweise liegt der Druck zwischen 70 und 176 kg/cm2, insbesondere zwischen 98 und 130 kg/cm2.Usually the reaction pressure is at least atmospheric pressure and can be up to 280 kg / cm 2 gauge. The pressure is preferably between 70 and 176 kg / cm 2 , in particular between 98 and 130 kg / cm 2 .

Die Dimerisierung kann auch in Gegenwart von Wasserstoff ausgeführt werden. In diesem Fall braucht der Katalysator weniger häufig regeneriert zu werden. An Stelle von Wasserstoff kann man auch ein Gemisch einsetzen, das zweckmäßig 70 Molprozent Wasserstoff enthält, z. B. ein Gemisch aus 70 Molprozent Wasserstoff und 30 Molprozent Methan. Andere geeignete Gase sind Dampfcrackerabgas Abgas aus einem katalytischen Cracker und Abgas, das von der Dehydrierung von Kohlenwasserstoffen stammt.The dimerization can also be carried out in the presence of hydrogen. In this case needs the catalyst to be regenerated less frequently. A mixture can also be used instead of hydrogen use, which advantageously contains 70 mole percent hydrogen, z. B. a mixture of 70 mole percent hydrogen and 30 mole percent methane. Other suitable gases are steam cracker off-gas from an off-gas catalytic crackers and exhaust gas resulting from the dehydrogenation of hydrocarbons.

Die Dimerisierung kann in Chargen oder kontinuierlich ausgeführt werden. Im letzteren Fall werden Raumgeschwindigkeiten zwischen 0,5 und 10 V/V/h (Gasvolumen/Katalysatorvolumen/Stunde) bevorzugt. Die angewandten Dimerisationsbedingungen werden entsprechend der Reaktionsfähigkeit der olefinischen Verbindung, der Aktivität des Katalysatorsystems und der Natur des geforderten Produkts gewählt.The dimerization can be batch or continuous are executed. In the latter case, space velocities are between 0.5 and 10 V / V / h (Gas volume / catalyst volume / hour) preferred. The dimerization conditions used are according to the reactivity of the olefinic compound, the activity of the catalyst system and the nature of the product required.

Falls erwünscht, kann das Dimerisierungsprodukt unter Wiedergewinnung nicht umgesetzter Monomeren destilliert werden, die zur Dimerisierungsstufe zurückgeführt werden können.If desired, the dimerization product can be recycled to recover unreacted monomers are distilled, which can be returned to the dimerization step.

Falls eine erhöhte Ausbeute an einem bestimmten Isomeren gewünscht wird, kann in bekannter Weise eine Isomerisierung unter Verwendung eines bei der Isomerisierung von olefinischen C„-Kohlenwasserstoffen üblichen Katalysators vorgenommen werden. Geeignete Katalysatoren sind Siliciumdioxyd/Aluminiumoxyd und natürliche Tone, die gewöhnlich bei 150 bis 3000C verwendet werden. Natrium oder Kalium auf Aluminiumoxyd, die gewöhnlich bei —150 bis mehr als 15O0C, vorzugsweise bei Raumtemperatur, verwendet werden, Phosphorsäurekatalysatoren auf einem Träger, z. B. Phosphorsäure auf Bimsstein, die bei 150 bis 300° C und Heteropolysäuren, die gewöhnlich bei 50 bis 3000C verwendet werden.If an increased yield of a certain isomer is desired, an isomerization can be carried out in a known manner using a catalyst customary in the isomerization of olefinic C "-hydrocarbons. Suitable catalysts include silica / alumina and natural clays, which are commonly used at 150 to 300 0 C. Sodium or potassium on alumina, which are usually to greater than 15O 0 C, preferably at room temperature, used at -150, phosphoric acid catalysts on a support such. As phosphoric acid on pumice, which at 150 to 300 ° C and heteropolyacids, which are commonly used at 50 to 300 0 C.

Das Verfahren ist besonders wertvoll bei der Dimerisierung von Propen, wobei das Produkt einen hohen Anteil an 4-Methylpenten-l enthält. Die Dimerisierung wird bei einer Temperatur von 100 bis 2000C, vorzugsweise 130 bis 18O0C, durchgeführt. Oberhalb von 2000C werden höhere Polymere gebildet, z. B. können bei Temperaturen zwischen 200 und 3000C Trimere und Tetramere des Propens erhalten werden.The process is particularly valuable in the dimerization of propene, the product containing a high proportion of 4-methylpentene-1. The dimerization is carried out at a temperature of 100 to 200 0 C, preferably 130 to 18O 0 C is performed. Above 200 ° C., higher polymers are formed, e.g. B. trimers and tetramers of propene can be obtained at temperatures between 200 and 300 0 C.

Wirtschaftlich verfügbare Propenquellen enthalten häufig Allen und Methylacetylen. Diese Verbindungen sind unerwünscht und können durch selektive Hydrierung entfernt werden. Das dabei enthaltene wasserstoffhaltige Propengas ist ein geeignetes Ausgangsprodukt für das Verfahren der Erfindung.Commercially available propene sources often contain allene and methyl acetylene. These compounds are undesirable and can be removed by selective hydrogenation. The hydrogen-containing propene gas contained therein is a suitable starting product for the process of the invention.

Das Verfahren der Erfindung kann auch in An-Wesenheit eines normalerweise gasförmigen paraffinischen Kohlenwasserstoffs, z. B. Methan, Äthan oder Propan, ausgeführt werden, wobei das Paraffin dem Olefin vor oder in dem Dimerisationsreaktor zugesetzt werden kann. Bei der Dimerisierung vonThe process of the invention can also be in the presence of a normally gaseous paraffinic Hydrocarbon, e.g. B. methane, ethane or propane, are carried out, the paraffin can be added to the olefin before or in the dimerization reactor. In the dimerization of

ίο Propen ist ein Raffinationsprodukt besonders geeignet, in dem das Paraffin schon vorhanden ist, z. B. ein Propen-Propan-Gemisch. Das Verhältnis von Olefin zu Paraffin kann dabei in weiten Grenzen variieren. Besonders geeignet ist ein C3-Fraktion aus einer Dampfcrackanlage; solche Fraktionen enthalten gewöhnlich etwa 65% Propen.ίο Propene is a refined product particularly suitable in which the paraffin is already present, e.g. B. a propene-propane mixture. The ratio of olefin to paraffin can vary within wide limits. A C 3 fraction from a steam cracking plant is particularly suitable; such fractions usually contain about 65% propene.

Das Verfahren der Erfindung kann auch in Anwesenheit eines normalerweise flüssigen Lösungsmittels, beispielsweise in flüssigen Paraffinen wie n-Heptan, ausgeführt werden.The process of the invention can also be carried out in the presence of a normally liquid solvent, for example in liquid paraffins such as n-heptane.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the following examples.

Beispiel 1example 1

Es wurde ein Katalysator hergestellt, indem man 75 g Kaliumcarbonat von weniger als 152 Mikron Teilchengröße bei 4000C und einem Druck von 0,3 mm Hg trocknete und dazu 3,5 g metallisches Natrium bei 4000C unter einer Stickstoffdecke zusetzte, wobei das Gemisch 30 Minuten kräftig gerührt wurde.
71 g des anfallenden Katalysators, der 0,09 Grammatome freies Alkalimetall enthielt, wurden in einen Autoklav gebracht und Propen bis zu einem Druck von 129 kg/cm2 zugeführt. Die Polymerisationsreaktion wurde 24 Stunden lang bei 1600C ausgeführt und die anfallenden Hexenfraktion von den gekühlten Produkten abdestilliert. Es wurden 321 g Hexene erhalten, entsprechend einer etwa 95%igen Umwandlung von Propen. Die gaschromatographische Analyse ergab die folgende Zusammensetzung:
A catalyst was prepared by drying 75 g of potassium carbonate with a particle size of less than 152 microns at 400 ° C. and a pressure of 0.3 mm Hg and adding 3.5 g of metallic sodium at 400 ° C. under a nitrogen blanket, the Mixture was stirred vigorously for 30 minutes.
71 g of the resulting catalyst, which contained 0.09 gram atoms of free alkali metal, were placed in an autoclave and propene was added up to a pressure of 129 kg / cm 2 . The polymerization reaction was carried out for 24 hours at 160 ° C. and the hexene fraction obtained was distilled off from the cooled products. 321 grams of hexenes were obtained, corresponding to about 95% conversion of propene. The gas chromatographic analysis showed the following composition:

GewichtsprozentWeight percent

4-Methylpenten-l 74,84-methylpentene-l 74.8

4-Methylpenten-2 17,74-methylpentene-2 17.7

2-Methylpenten-l 4,12-methylpentene-1 4.1

2-Methylpenten-2 1,22-methylpentene-2 1,2

n-Hexene 2,2n-hexenes 2.2

Beispiel 2Example 2

Es wurde ein Katalysator nach dem im Beispiel 1 angegebenen Verfahren hergestellt, wobei als Trägermaterial Kaliumsulfat verwendet wurde. 157,5 g des Katalysators, der 0,21 Grammatome freies Alkalimetall enthielt, wurden wie im Beispiel 1 in einen Autoklav gebracht und Propen bis zu einem Druck von 105 kg/cm2 Überdruck zugesetzt. Die Polymerisationsreaktion wurde 18 Stunden lang bei 160° C durchgeführt und ergab 100 g eines Hexenproduktes mit der folgenden Zusammensetzung:A catalyst was prepared according to the process given in Example 1, potassium sulfate being used as the support material. 157.5 g of the catalyst, which contained 0.21 gram atoms of free alkali metal, were placed in an autoclave as in Example 1 and propene was added up to a pressure of 105 kg / cm 2 overpressure. The polymerization reaction was carried out at 160 ° C for 18 hours to give 100 g of a hexene product having the following composition:

GewichtsprozentWeight percent

4-Methylpenten-l 73,44-methylpentene-l 73.4

4-Methylpenten-2 16,84-methylpentene-2 16.8

2-Methylpenten-l 4,52-methylpentene-l 4.5

2-Methylpenten-2 2,22-methylpentene-2 2.2

n-Hexene 3,1n-hexenes 3.1

Beispiel 3Example 3

Es wurden Katalysatoren, die aus verschiedenen Mengen metallischen Natriums auf Kaliumcarbonat bestanden, nach dem im Beispiel 1 angegebenen Verfahren hergestellt. Jeder Katalysator wurde dann in einem kontinuierlichen Verfahren zur Polymerisation von Propen verwendet, bei dem die Raumgeschwindigkeit des Propens 1 V/V/h (Gasvolumen/Katalysatorvolumen/Stunde), der Druck 105 kg/cm2 und die Temperatur 160° C betrug. Die nachstehende Tabelle zeigt die Ausbeuten in Gramm an Hexenen, die pro Stunde 1. pro Grammatom freies Alkalimetall auf dem Kaliumcarbonat und 2. pro Liter Reaktorraum erhalten wurden. Die Werte zeigen, daß die Verwendung von 2 bis 7, vorzugsweise 4 bis 6 Gewichtsprozent Natrium auf Kaliumcarbonat besonders vorteilhaft ist. GewichtsprozentCatalysts which consisted of various amounts of metallic sodium on potassium carbonate were prepared according to the method given in Example 1. Each catalyst was then used in a continuous process for the polymerization of propene in which the space velocity of the propene was 1 V / V / h (gas volume / catalyst volume / hour), the pressure was 105 kg / cm 2 and the temperature was 160 ° C. The table below shows the yields in grams of hexenes which were obtained per hour 1. per gram atom of free alkali metal on the potassium carbonate and 2. per liter of reactor space. The data show that the use of 2 to 7, preferably 4 to 6 percent by weight of sodium on potassium carbonate is particularly advantageous. Weight percent

4-Methylpenten-l 86,54-methylpentene-l 86.5

4-Methylpenten-2 4,74-methylpentene-2 4.7

2-Methylpenten-l 6,12-methylpentene-1 6.1

2-Methylpenten-2 0,52-methylpentene-2 0.5

n-Hexene 2,2n-hexenes 2.2

enthielten.
Beispiel 6
contained.
Example 6

Es wurden 100 g Kaliumhydroxyd in einer 3 Liter fassenden Autoklavbombe bei 4000C und 0,1mm Druck 2 Stunden getrocknet; dabei wurden 15 Gewichtsprozent Wasser abgegeben. 5 Gewichtsprozent Natriummetall wurden dem Kaliumhydroxyd zugesetzt, die Bombe wieder verschlossen und unter Schütteln bei 4000C 4 Stunden erhitzt. Propen wurde in Gegenwart des so gebildeten Katalysators bei 16O0C und 107 kg/cm2 Überdruck umgesetzt. Es wurden 45,6 g Hexene erhalten, dieThere were added 100 g of potassium hydroxide dried for 2 hours in a 3-liter Autoklavbombe at 400 0 C and 0.1 mm pressure; 15 percent by weight of water was given off. 5 percent by weight of sodium metal was added to the potassium hydroxide, the bomb was closed again and heated with shaking at 400 ° C. for 4 hours. Propene was reacted in the presence of the catalyst thus formed at 16O 0 C and 107 kg / cm 2 pressure. 45.6 g of hexene were obtained

GewichtsprozentWeight percent

0/ lfArf AiitoC0 / lfArf AiitoC Ausbeute pro StundeYield per hour Ausbeute pro StundeYield per hour pro Grammatomper gram atom pro Literper liter !Natrium!Sodium freies Alkalimetallfree alkali metal ReaktorraumReactor room 11 300300 110110 22 220220 220220 33 150150 320320 4V2 4V 2 130130 340340 66th 100100 340340 88th 9090 310310

Beispiel 4Example 4

Dieses Beispiel zeigt die Verwendung eines Katalysators, der durch Verteilen von metallischem Natrium auf Kaliumcarbonat erhalten wird, bei der Polymerisation von Isobutylen.This example shows the use of a catalyst produced by dispersing metallic sodium on potassium carbonate is obtained in the polymerization of isobutylene.

Der Katalysator wurde hergestellt, indem 3,4 g metallisches Natrium auf 91 g Kaliumcarbonat, die im Vakuum bei 4000C getrocknet worden waren, durch gründliches Mischen bei 400° C verteilt wurden. Der Katalysator wurde in einen Autoklav gebracht und Isobuten bis zu einem Überdruck von 105 kg/cm2 zugesetzt. Die Reaktion wurde 20 Stunden lang bei 175° C ausgeführt und lieferte 145 g eines C?-Produktes, deren Analyse ergab, daß sie 82 Gewichtsprozent 2,4,4-TrimethyIpenten-l und 13 Gewichtsprozent 2,4, 4-Trimethylpenten-2 enthielt.The catalyst was prepared by dissolving 3.4 g of metallic sodium to 91 g of potassium carbonate, which had been dried in vacuum at 400 0 C were distributed by thorough mixing at 400 ° C. The catalyst was placed in an autoclave and isobutene was added up to an overpressure of 105 kg / cm 2 . The reaction was carried out at 175 ° C for 20 hours to give 145 g of a C ? Product whose analysis showed that it contained 82 percent by weight 2,4,4-trimethylpentene-1 and 13 percent by weight 2,4,4-trimethylpentene-2.

Beispiel 5Example 5

4-Methylpenten-l 76,94-methylpentene-l 76.9

4-Methylpenten-2 10,84-methylpentene-2 10.8

2-Methylpenten-l 6,72-methylpentene-l 6.7

2-Methylpenten-2 1,12-methylpentene-2 1.1

n-Hexene 1,4n-hexenes 1.4

enthielten.contained.

Die folgenden Versuche zeigen die Überlegenheit des Verfahrens der Erfindung gegenüber Verfahren, die mit anderen Katalysatorsystemen arbeiten.The following experiments show the superiority of the method of the invention over methods who work with other catalyst systems.

Versuch 1Attempt 1

Dieser Versuch zeigt, daß elementares Natrium auf anderen Trägermaterialien als die im Verfahren der Erfindung verwendeten Katalysatorsysteme ergibt, die keinerlei Aktivität zeigen.This experiment shows that elemental sodium on different carrier materials than those in the process of Invention used catalyst systems results which show no activity.

Die Katalysatoren wurden hergestellt, indem man das Trägermaterial bei 400°C/0,3 mm Hg trocknete und darauf bei 4000C metallisches Natrium verteilte. Die Katalysatoren wurden in einen Autoklav gebracht; dazu wurde Propen bis zu einem Druck von 105 kg/cm2 gegeben. Die Reaktortemperatur wurde bei 16O0C gehalten. In keinem Falle hatte nach 18 Stunden eine Reaktion stattgefunden. Die Katalysatoren hatten die folgenden Zusammensetzungen:The catalysts were prepared by drying 0.3 mm Hg, the support material at 400 ° C / and distributed thereon metallic sodium at 400 0 C. The catalysts were placed in an autoclave; propene was added up to a pressure of 105 kg / cm 2 . The reactor temperature was maintained at 16O 0 C. In no case had a reaction taken place after 18 hours. The catalysts had the following compositions:

a) 6,8°/oige Verteilung von metallischem Natrium auf Natriumcarbonat,a) 6.8 ° / o strength distribution of metallic sodium to sodium carbonate,

b) 4,5°/0ige Verteilung von metallischem Natrium auf Calciumcarbonat,b) 4,5 ° / 0 owned distribution of metallic sodium on calcium carbonate,

c) 3%ige Verteilung von metallischem Natrium auf Natriumsulfat.c) 3% distribution of metallic sodium Sodium sulfate.

Der folgende Versuch zeigt die Überlegenheit des Katalysatorsystems Na/K2CO3 gegenüber K/K2CO3.The following experiment shows the superiority of the Na / K 2 CO 3 catalyst system over K / K 2 CO 3 .

5555

6060

Es wurde Natriummetall auf wasserfreiem Kaliumsilikat bei 3600C verteilt, so daß 0,15 Grammatome Alkalimetall auf 100 g Mischung kamen. 112,5 h der Verteilung wurden in einen 1 Liter fassenden Autoklav gebracht und Propen in deren Gegenwart bei 16O0C und 105 kg/cm2 Überdruck umgesetzt. Nach 18 Stunden wurden 65,6 g Hexene erhalten, dieSodium metal was distributed on anhydrous potassium silicate at 360 ° C. so that 0.15 gram atoms of alkali metal came to 100 g of mixture. 112.5 h of the distribution were placed in a 1-liter autoclave and reacted propene in the presence of which at 16O 0 C and 105 kg / cm 2 pressure. After 18 hours, 65.6 g of hexenes were obtained

Versuch 2Attempt 2

In Parallelversuchen wurde unter Verwendung von Katalysatoren, welche aus einer 3,46gewichtsprozentigen Dispersion von Natrium oder Kalium auf wasserfreiem Kaliumcarbonat bestanden, Propen bei 1600C und einem Druck von 105 kg/cm2 dimerisiert, wobei die Zuführungsgeschwindigkeit des Propens 1 V/V/hIn parallel experiments propene at 160 0 C and a pressure of 105 kg / cm 2 was carried out using catalysts which consisted of a 3,46gewichtsprozentigen dispersion of sodium or potassium on anhydrous potassium carbonate, dimerized, the feed rate of propene 1 V / V / H

(Volumen Propylen/Volumen Katalysator/Stunde) betrug. Dabei wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:(Volume propylene / volume catalyst / hour). The following results were obtained:

Katalysatorcatalyst

9,589.58

7,627.62

6767 5353 5050 1818th 8282 8787 88th 55 77th 66th 11 0,50.5 1,51.5 11

IOIO

Maximale Aktivität (g Hexene pro Std. pro g dispergiertesMaximum activity (g hexene per hour per g dispersed

Metall) Metal)

% Umwandlung von Propylen% Conversion of Propylene

pro Durchgang per run

Katalysatorhalbwertszeit (Tage) Analyse der Hexene (nach 4 Tagen in Strom; Gewichtsprozent)Catalyst half-life (days) Analysis of the hexenes (after 4 days in electricity; percent by weight)

4-Methylpenten-l 4-methylpentene-l

4-Methylpenten-2 4-methylpentene-2

2-Methylpenten-l und2-methylpentene-1 and

Hexen-1 Witches-1

2-Methylpenten-2 2-methylpentene-2

Hexen-2 und Hexen-3 Hexen-2 and Hexen-3

Die maximale Aktivität des Kaliumkatalysators beträgt nur etwa 80 % von der des Natriumkatalysators, und seine Halbswertszeit, d. h. die Zeit, in der die Katalysatoraktivität auf die Hälfte des maximalen Wertes abgefallen ist, ist beträchtlich niedriger. Auch die prozentuale Umwandlung pro Durchgang ist geringer, wenn der Kaliumkatalysator verwendet wird. Beide Katalysatoren sind selektiv für 4-Methylpenten-l, wobei der Kaliumkatalysator anfangs eine etwas höhere Selektivität zeigt, die aber schnell auf die gleiche oder geringere Selektivität des Natriumkatalysators abfällt.The maximum activity of the potassium catalyst is only about 80% of that of the sodium catalyst, and its half-life, d. H. the time in which the catalyst activity is reduced to half of the maximum The value has dropped is considerably lower. Also the percentage conversion per pass is lower when the potassium catalyst is used. Both catalysts are selective for 4-methylpentene-1, where the potassium catalyst initially shows a slightly higher selectivity, but quickly to the same or lower selectivity of the sodium catalyst drops.

Na/ K2CO3 Na / K 2 CO 3

K/ K2CO3 K / K 2 CO 3

Diese etwas höhere anfängliche Selektivität ist jedoch technisch unbedeutend im Hinblick auf die erhaltene geringere Maximalaktivität und die sehr stark reduzierte Halbwertszeit.However, this somewhat higher initial selectivity is technically insignificant with regard to the one obtained lower maximum activity and the very much reduced half-life.

Die unterlegene Aktivität von K/K2CO3- und K/Na2CO3-Katalysatorsystemen ergibt sich auch aus dem folgenden Versuch 3.The inferior activity of K / K 2 CO 3 and K / Na 2 CO 3 catalyst systems is also evident from Experiment 3 below.

Versuch 3Attempt 3

Es wurde eine Reihe von Katalysatoren, die metallisches Kalium auf Kaliumcarbonat oder Natriumcarbonat verteilt enthielten, in der im Beispiel 1 angegebenen Weise hergestellt und bei der Polymerisation von Propen unter den im Beispiel 3 angegebenen Bedingungen verwendet. Es wurden maximale Ausbeuten von 65 bzw. 53 g Hexenen pro Grammatom freies Kalium erzielt. Diese Ergebnisse wurden bei der Verwendung einer 8%igen Verteilung von metallischem Kalium auf Kaliumcarbonat und einer 8,5gewichtsprozentigen Verteilung von Kaliummetall auf Natriumcarbonat erhalten.There have been a number of catalysts containing metallic potassium on potassium carbonate or sodium carbonate contained distributed, prepared in the manner indicated in Example 1 and during the polymerization of propene under the conditions given in Example 3 used. There were maximum yields obtained potassium free of 65 or 53 g hexenes per gram atom. These results were used in the Using an 8% distribution of metallic Potassium on potassium carbonate and an 8.5 weight percent distribution of potassium metal on sodium carbonate receive.

Beim Vergleich mit den Ergebnissen der zweiten Spalte der Tabelle im Beispiel 3 zeigt sich, daß ein Katalysator, der durch Verteilung von Kaliummetall entweder auf Kaliumcarbonat oder Natriumcarbonat erhalten wird, bei der Polymerisation von Propen unter analogen Reaktionsbedingungen viel weniger aktiv ist als ein Katalysator, der durch Verteilen von metallischem Natrium auf Kaliumcarbonat erhalten wird.When compared with the results of the second column of the table in Example 3 it is found that a Catalyst made by distributing potassium metal on either potassium carbonate or sodium carbonate is obtained in the polymerization of propene under analogous reaction conditions much less is active as a catalyst obtained by dispersing metallic sodium on potassium carbonate will.

209582/335209582/335

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Homodimerisierung olefinischer Kohlenwasserstoffe mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen im Molekül bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck in Gegenwart eines auf eine Trägersubstanz aufgebrachten Alkalimetallkatalysators, dadurch gekennzeichnet, daß man die Homodimerisierung bei einer Temperatur von 100 bis 200° C und einem Druck zwischen atmosphärischem und 280 kg/cm2, gegebenenfalls in Gegenwart von Wasserstoff oder einem wasserstoffhaltigen Gas, in Gegenwart eines 1 bis 20 Gewichtsprozent Natriummetall auf einer wasserfreien Kalium-, Rubidium- oder Caesiumverbindung enthaltenden Katalysator durchführt, der durch Dispergieren von geschmolzenem Natriummetall bei einer Temperatur in dem Bereich 250 bis 500° C auf einer bei dieser Temperatur stabilen, feinverteilten, wasserfreien Verbindung von Kalium, Rubidium oder Caesium, vorzugsweise in einer inerten Gasatmosphäre, hergestellt worden ist.1. A process for the homodimerization of olefinic hydrocarbons having at least 3 carbon atoms in the molecule at elevated temperature and pressure in the presence of an alkali metal catalyst applied to a carrier substance, characterized in that the homodimerization is carried out at a temperature of 100 to 200 ° C and a pressure between atmospheric and 280 kg / cm 2 , optionally in the presence of hydrogen or a hydrogen-containing gas, in the presence of a 1 to 20 weight percent sodium metal on an anhydrous potassium, rubidium or cesium compound-containing catalyst carried out by dispersing molten sodium metal at a temperature in the range 250 to 500 ° C on a finely divided, anhydrous compound of potassium, rubidium or cesium that is stable at this temperature, preferably in an inert gas atmosphere. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Homodimerisierung in Gegenwart einer Dispersion von 4 bis 6 Gewichtsprozent Natriummetall auf wasserfreiem Kaliumcarbonat als Katalysator durchführt.2. The method according to claim 1, characterized in that the homodimerization in Presence of a dispersion of 4 to 6 weight percent sodium metal on anhydrous Performs potassium carbonate as a catalyst.
DE19611618076 1960-12-19 1961-12-15 Process for the homodimerization of olefinic hydrocarbons. Eliminated from: 1418681 Expired DE1618076C (en)

Applications Claiming Priority (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB43558/60A GB933253A (en) 1960-12-19 1960-12-19 Improved catalyst and polymerisation process using said catalyst
GB4355860 1960-12-19
GB8246/61A GB962255A (en) 1961-03-07 1961-03-07 Improvements in or relating to the production of hexenes
GB1428561A GB988087A (en) 1961-04-20 1961-04-20 Improvements in or relating to the production of methylpentenes
GB28347/61A GB945967A (en) 1961-08-04 1961-08-04 Process for the regeneration of a catalyst and process of polymerisation using regenerated catalyst
GB3889361 1961-10-31
GB3889361 1961-10-31
DEB0065184 1961-12-15
DEB0090608 1961-12-15

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1618076A1 DE1618076A1 (en) 1971-08-26
DE1618076B2 DE1618076B2 (en) 1973-01-11
DE1618076C true DE1618076C (en) 1973-08-02

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1618415A1 (en) Process for the catalytic dehydrogenation of hydrocarbons
DE1793527C3 (en) Process for the dimerization or codimensioning of lower alpha olefins excretion from 1542008
DE69029432T2 (en) Process for the catalytic dehydrogenation of hydrocarbons
DE2210751A1 (en) Process for the production of n-butenes from ethylene
DE68911257T2 (en) Process for the preparation of 2,6-dimethylnaphthalene.
DE2511674A1 (en) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF ETHYLBENZENE
EP0048893A1 (en) Process for the communal preparation of C4-oligomers and alkyl-tert.-butyl ethers
DE2631537A1 (en) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF FLAVORED HYDROCARBONS
DE1618076C (en) Process for the homodimerization of olefinic hydrocarbons. Eliminated from: 1418681
DE2259995C2 (en) Process for the double bond isomerization of alkenes in the presence of a catalyst containing an alkali metal on alumina
DE1792746C3 (en) catalyst
DE1618076B2 (en) METHOD FOR HOMODIMERIZATION OF OLEFINIC HYDROCARBONS
DE943645C (en) Process for the ethylation of acyclic olefins
DE2551586C2 (en) Process for the preparation of 1,5-dimethylcyclooctene
DE1418681C (en) Process for the codimerization of olefinic hydrocarbons
DE1194395B (en) Process for the oligomerization of acyclic mono-olefins
DE3871555T2 (en) INTERMEDIATE METHOD FOR CATALYTICALLY IMPLEMENTING A FEED CONTAINING OLEFINS.
DE1418681A1 (en) Polymerization catalyst and process for codimerization of olefinic hydrocarbons
DE2319515A1 (en) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF ISOPRENE
DE1418681B (en) Process for the codimensioning of olefinic hydrocarbons
DE2228262C3 (en) Process for the production of higher olefins
DE1811530A1 (en) Separating branched from unbranched alkenes by
DE2151055C3 (en) One-step process for the preparation of a diolefin by the catalytic oxidative dehydrogenation of a more saturated hydrocarbon in the presence of a tin-containing catalyst
DE1793330C3 (en) Process for the preparation of methylbutenes
DE1768124C3 (en) Process for the disproportionation of olefinic hydrocarbons with up to 30 carbon atoms in the molecule or their mixtures