BE604445A - - Google Patents

Description

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  Perfectionnements à l'isomérisation d'hydrocarbures." 
La présente invention est relative à l'isomérisation d'hydrocarbures. 



   Suivant la présente invention, on fait passer un hy- drocarbure, sous des conditions d'isomérisation, en contact avec un complexe lamellaire consistant en un métal alcalin et en car- bone ou en contenant. 



   L'hydrocarbure est, ae façon convenable, une mono- oléfine qui, suivant l'invention, subit une   par   

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 migration de la double liaison et/ou   migretion   d'un groupe d'al-   coyle.   



   Suivant un aspect de l'invention, l'isomérisation d'un hexène ou d'un mélange d'hexènes (composition non en équi- libre aux conditions de réaction) est réalisée en faisant passer   l'hexéne   ou le mélange d'hexènes en contact avec un complexe lamellaire consistant en un métal alcalin et en carbone ou en contenant. 



   L'hexène est, de préférence, un   dimère   de propylène. 



   Le complexe lamellaire contient, de préférence, du potassium. Les complexes lamellaires préférés ont les formules KC8, KC16, KC24, KC36, KC48 et KC60 ou des mélanges, mais, si on le désire, on peut employer des   composés   homologues de  rapport   car bone/potassium plus élevé. D'autres complexes lemallaires qu'on peut employer contiennent du lithium, du sodium, du rubidium et du césium. Un complexe de -sodium convenable a pour formule NaC64. Si on le désire, on peut utiliser des mélanges de ces complexes. La production de ces complexes est décrite par W. 



  Rudoff et E. Schulze dans Zeitung Anorg. u. allgem. Chem. Col. 



  277, pages 156 et suivantes (1954). 



   La production d'autres complexes lamellaires est décrite par R.C.Asher et   S.A.Wilson   dans Nature 1958, vol 181,   pabes   409 et suivantes, et par   R.C.Asher   dans J.Inorg.Nucl. Chem. 



    1959,     vol.10,   pages 238 et suivantes. 



   Un complexe préformé du type décrit ci-dessus sera habtiuellement amené en contact avec l'hydrocarbure, ceci n'est pas essentiel si les conditions d'isomérisation sont telles que le complexe se forme in situ et, dans ce cas, un mélange de métal   alcalin   et de carbone peut être mis en contact avec l'hydrocar- bure. 



   Le catalyseur peut consister totalement en le com- plexe lamellaire ou bien il peut   consiter   en ou contenir un mé- lange du complexe lamellaire avec un métal alcalin supporté sur 

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 du carbone, ce mélange contenant le compexe lamellaire en toute proportion quelconque. La proportion du catalyseur existant sous forme du complexe lamellaire sera déterminée, au moins en partie, par la nature du carbone employé et par les proportions relatives de métal alcalin et de carbone. De plus, si on le désire, le ca- talyseur peut contenir du carbone libre. Si on le désire, le ca- talyseur peut contenir du métal alcalin libre. 



   Le carbone utilisé dans la formation du complexe lamellaire sera de préférence totalement ou partiellement sous la forme de graphite naturel ou synthétique. Cependant, on peut employer d'autres formes de carbone, pourvu qu'elles soient capa- bles de réagir avec un métal alcalin pour former un com- 
 EMI3.1 
 plexe #Li vrt peut CvtlVC1' ù5 fu-mcs de carbone qui contiennent du graphite sous forme micro-cristalline, en même temps que du carbone d'une nature qui ne forme pas de complexeslamellaires avec des métaux alcalins. 



   Le carbone employé peut contenir des traces d'impu- retés sous la forme de composés métalliques. 



   Les métaux dérivant d'impuretés en traces, par exem- ple du fer, du silicium et de l'aluminium, peuvent former une association avec ces structures lamellaires et peuvent exercer un effet modifiant sur les réactions suivant la présente inven- tion. 



   Des températures élevées , de préférence de l'ordre de 50 à 400 C, seront habituellement employées pour réaliser l'iso- mérisation. 



   La température de réaction préférée sera de l'ordre de 50 à 200 C. Au-dessus de 200 C, des polymères peuvent se for- mer. 



   Habituellement, la pression de réaction sera supé- rieure à la pression atmosphérique, de préférence de l'ordre de 50 à 4000 livres par pouce carré. La combinaison de conditions 

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 d'isomérisation employée sera choisie suivant: la réactivité de l'oléfine et la nature du produit requis. 



   Le procédé de la présente inventiez cet spécialement      intéressant pour la production de 2-méthylpentène-2.      



   Suivant un aspect de l'invention, on procure un pro- cédé qui comprend l'isomérisation de   4-méthylpentène-l   en contact avec un complexe de la formule KCx, dans laquelle x est égal à 24, 36, 48 et 60, ou ses   mélanges ,     e   la récupération à partir du produit, d'une fraction C6 consistant en ou contenant du 2- méthylpentène-2. 



   D'une façon générale, des rendements élevés de 2-   méthylpentène-2   seront obtenus lorsque la valeur de x est élevée. 



  Des variations du rendement à une valeur donnée de x doivent        tre   attendues lorsqu'on utilise des composés KCx dérivant de sources différentes de carbone. Ces variations proviennent pro- bablement de variations dans les quantités d'impuretés en traces qui, croint-on, exercent une action modificatrice sur le développe- ment dela réaction. D'une façon générale, les composés KCx déri- vant de carbone de teneur élevée en cendres favorisent des      rendement élevés de   2-méthylpentène-2 .   



   Les composés KCx contiennent, de préférence, une petite quantité de fer et/ou d'aluminium, habituellement sous la forme d'oxyde. Ces éléments sont habituellement présents dans du      carbone disponible sur le marché et seront ainsi habituellement présents dans le composés KCx en dérivant. Cependant, si on le désire, de petites quantités d'éléments modificateurs de la réac- tion, par exemple du fer et/ou de l'aluminium et/ou du sodium, sous forme élémentaire ou combinée, peuvent être ajoutées au composé KCx ou au carbone utilisé dans sa formation. 



   Lorsqu'on utilise du KC24, il est nécessaire d'uti- liser du KC24 dérivant de carbone ayant une teneur élevée d'élé- mens en traces, car en leur absence, la réaction pour obtenir le 2-méthylpentène-2 est lente. 

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   L'invention est illustrée mais non limitée par les exemples suivants. 



   EXEMPLE 1 
On préparait un complexe lamellaire à partir de   potas-   sium et de graphite, celui-ci ayant une teneur de cendres de 8,2% en poids. A l'analyse, on trouvait que la cendre contenait les métaux suivants (% en poids) présents sous   forme   d'oxydes: 
Fe : 6,86   Al :   14,1 
Si :   29,5   
Ca : 2,4 
6,5 gr   -le   potassium étaient mélangés avec 72 gr de graphite et chauffés à 275 C pendant 1 heure dans une atmosphère d'azote. Le catalyseur   cinsi   obtenu avait la formule KC26. Après refroidissement dans de l'azote, 75 gr   (J,16   mole) du solide étaient transférés, sous une nappe   d'azote,   dans un autoclave en acier inoxydable de 1 litre. 



   50 gr d'un mélange d'hexènes ayant le répartition d'isomères donnée au tableau 1 étaient introduits dans l'auto- clave et secoués avec le catalyseur à 160 C pendant 20 heures. 



   Les bexènes étaient ensuite distillés hors du récipient et analysés par des techniques de chromatographie gazeuse. Les résultats analytiques sont donnés ci-dessous au tableau 1. 
 EMI5.1 
 
<tb> 



  Répartition <SEP> des <SEP> isomères <SEP> Isomères <SEP> Répartition <SEP> des <SEP> isode <SEP> l'alimentation <SEP> d'hecène <SEP> mères <SEP> dane <SEP> le
<tb> (@ <SEP> en <SEP> poids)¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> produit¯¯¯¯
<tb> 
<tb> 71 <SEP> 4-méthylpentène-1 <SEP> 1, <SEP> 2 <SEP> 
<tb> 
<tb> 16,3 <SEP> 4-méthylpentène-2 <SEP> 15,1
<tb> 
<tb> 1,5 <SEP> 2-méthylpentène-2 <SEP> 60,7
<tb> 
<tb> 1,5 <SEP> 2-méthylpentène-1 <SEP> 17
<tb> 
<tb> 9,7 <SEP> n-hexènes <SEP> 6
<tb> 
   EXEMPLE   2 
Le procédé de l'exemple 1 était répété avec les me- difications suivantes : (a) le catalyseur était formé en   mélan-     geant   6,5 gr de potassium avec 120 gr du   semé   graphite, de 

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 sorte qu'un catalyseur de formule KC60 était formé;

   (b) le tem- 
 EMI6.1 
 pjrature de réaction dans l' *ui,ooi*ve tit da 150oJ; (c) 12 charge d'alimentation avait la   coosition   donnée au tableau 2. 



   L'analyse de la charge d'alimentation et du produit montrait les répartitions suivantes d'isomères. 



   TABLEAU 2 
 EMI6.2 
 
<tb> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> - <SEP> 
<tb> 
<tb> Isomères <SEP> Alimentatior.. <SEP> eduit
<tb> 
<tb> 
<tb> 4-méthylpentène-1 <SEP> 84 <SEP> 1,6
<tb> 
 
 EMI6.3 
 4-méthylpentène-2 3,7 l3,3 2-néthylpentène-1 8 ,1 19,7 2-mèthylentène-2 traces 65,6 . EXEMPLE 3 
 EMI6.4 
 Le -Drocédéde l'exemple 1 était r'pµt4 avec les ro-   dificetions   suivantes : (a) le catalyseur était formé par mélange de 6,5 gr de   potassium   gr avec 120/d'un graphite différent, ayant une teneur de cendres de 
 EMI6.5 
 4,40;ô en poids, cendres dns lesquelles la silice et 1'#1,a=nine prédominaient. Ce catalyseur avait la formule KC60. 



  (b) la température de réaction dans l'autoclave était de   150 C.   



  (c) la charge d'alimentation avait la composition A du tableau 3. 



  L'essai était répété avec une charge d'alimentation de composi- tion B 
L'analyse des charges d'alimentation et des produits montrait la répartition suivante des isomères. 

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  TABLEAU 3 
 EMI7.1 
 
<tb> Isomères <SEP> ¯¯¯¯¯% <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
 
 EMI7.2 
 ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ Alimenzation Produit A. 4-méthylpentène-1 84 1,6 4-m6thylpent,ène-2 6,7 13,4 2-méuhylpentène-1 8,1 lS,2 
 EMI7.3 
 
<tb> 2-méthylpentène-2 <SEP> traces <SEP> 66,8
<tb> 
<tb> B. <SEP> 4-méthylpentène-1 <SEP> traces <SEP> 1,4
<tb> 
 
 EMI7.4 
 4-m6thylpentène-2 4,1 1,5 
 EMI7.5 
 
<tb> 2-méthylpentène-1 <SEP> 85,4 <SEP> 18,3
<tb> 
<tb> 2-méthylpentène-2 <SEP> la,2 <SEP> 65,2
<tb> 
 
EXEMPLE 4 
Le procédé de l'exemple 1 était répété avec les modi- fientions suivantes : (a) le catalyseur formé par mélange de 6,5 gr de potassium 
 EMI7.6 
 avec 1w0 gr d'un Arephite différent, ayant une teneur de cendres de 0,155 en poids. Le catalyseur avait la formule KC60. 



  (b) la température de reaction dans l'autoclave était de 150 C (c) la charge d'alimentation avait la composition A du tableau 4. 



  L'essai était   répété   avec la charge d'alimentation de la compo- sition B. 



   L'analyse des charges d'alimentation et des produits 
 EMI7.7 
 :no-ne-it lis ions suivantes d'isomères. 



  Tableau 4 
 EMI7.8 
 
<tb> ; <SEP> en <SEP> polds
<tb> 
<tb> Isomères <SEP> Alimentation <SEP> Produits
<tb> 
 
 EMI7.9 
 A. 4-méthfpentène-1 84 36 , 9 4-méthylpentène-z 6,7 27,1 
 EMI7.10 
 
<tb> 2-méthylpentène-1 <SEP> 8,1 <SEP> 9
<tb> 
 
 EMI7.11 
 2-méthylpentène-2 traces 27 B . 4-mé thylp ent ène-1 te4c-,s traces 4-méthylpentène-2 4,1 13,2 2-méthylpentène-1 85,4 20,7 .''-éthylpentène-2 10,4 65,3 

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Il sera évident que sous les conditions de réaction employées} la conversion de   4-méthylpentène-1   en présence du complexe lamellaire dérivant de graphite de faible teneur on cendres était inférieure à celle obtenue dans le cas où on em- ployait un graphite de teneur élevée en cendres.

   La conversion de 2-méthylpentène-c était élevée même lorsqu'on utilisant un graphite de faible teneur en cendres. 



   REVENDICATIONS 
1. Procédé d'isomérisation d'un hydrocarbure   isomèri-   sable, qui consiste à faire passer l'hydrocarbure en contact avec un complexe lamellaire consistant en un métal alcalin et en car- bone ou en contenant, sous des conditions de températures et de pression qui favorisent l'isomérisation.

Claims (1)

1. 2. Un procédé suivant la revendication 1, dans le- quel l'hydrocarbure. est une mono-oléfine.

   3. Un procédé suivant la revendication 1, dans lequel l'hydrocarbure est un hexène.

   4. Un procédé suivant la revendication 1, dans lequel l'hydrocarbure est un dimère de propylène.

   5. Un procédé suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes, dans lequel le co-nplexe lamellaire consiste en ou contient un métal alcalin et du graphite en combinaison.

   6. Un procédé suivant la revendication 5, dans lequel le métal alcalin est du sodium.

   7. Un procédé suivant la revendication 5, dans lequel le métal alcalin est du potassium .

   8. Un procédé qui comprend l'isomérisation de 4-né- thylpentène-1 en contact avec un complexe lamellaire de potas= sium et de graphite de la formule KCx, dans lequelle x est égal à 24, 36, 48 ou 60, ou des mélanges, et la récupération . par- tir du produit, d'une fraction- C6 consistant en ou contanant du 2-méthylpentène-2. <Desc/Clms Page number 9>

   9. Un procédé suivant la revendication 8,dans lequel le graphite utilisé dans la production du complexe lamellaire est de faible teneur de cendres.

   10. Un procédé qui comprend l'isomérisation de 2- EMI9.1 méthylpentène-1 en contact avec un complexe lfSà3llaire de potas- sium et de graphite de la formule KCx,dans laquelle x est égal à 24, 36, 48 et 60, ou des mélanges, et la réoupération à partir du produit, d'une fraction C6 consistant en ou contenant du 2- EMI9.2 méthylpentène-3.

   Il. Un procédé d'isomérisation de composés organiques non saturés, tel que décrit ci-dessus avec référence aux exemples. EMI9.3 î2. ?zoàuits d'i6ûri3at1cn, lorsqu'ils sent produits par un procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes.