CH398086A - Procédé de polymérisation du propylène - Google Patents
Procédé de polymérisation du propylèneInfo
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Description
Procédé de polymérisation du propylène La présente invention se rapporte à un procédé de polymérisation du propylène, notamment pour la dimérisation du propylène en oléfines C6. On sait que l'on peut polymériser le propylène en présence de divers catalyseurs. Lorsqu'on vise la formation du dimère (qui cornprend les oléfines C6), on constate que de faibles taux de conversion du propylène à haute température donnent des résultats avan tageux, du fait que la formation du dimère est favori sée dans ces conditions. En conséquence, pour réaliser une selectivité élevée en oléfines C6, il faut employer des méthodes donnant une conversion minimum du propylène par passage. Ces méthodes nécessitent des appareils de réaction de grande dimension et, en raison de la faible conversion par passage, on obtient de fortes proportions de propylène non transformé et un recyclage maximum de ce propylène est nécessaire pour atteindre le rendement désiré en oléfines C6. En conséquence, il faut séparer le propylène non transformé du produit de réaction afin de le recycler dans le réacteur. On a constate que, pour une quantité donnée de catalyseur, la conversion du propylène en polymère dépend du débit, et qu'une augmentation du débit est accompagnée d'une diminution de la conversion du propylène. L'invention vise à maintenir une conversion désirée avec une augmentation du débit du propylène, réciproquement à augmenter la conversion à débit constant, ce qui permet de réduire les dimensions de l'ap- pareillage de réaction nécessaire pour produire une quantité désirée de produit, de limiter le recyclage du propylène nécessaire pour produire une quantité désirée de dimère, et de rendre moins nécessaire les appareils de séparation et de purification pour l'isolement du propylène. Le procédé selon l'invention est caractérisé par la mise en contact du propylène en phase vapeur, en présence d'eau, ou d'un alcool inférieur, avec un catalyseur argileux acide, avantageusement un catalyseur zéolitique naturel ou synthétique, et de préférence un catalyseur silice-alumine neutralisé (comme décrit ciaprès), le rapport du propylène à l'eau dans la matière de départ étant compris entre 2,5: 1 et 30 : 1. L'eau peut être ajoutée à l'état de vapeur ou à l'état de li quide, et l'invention englobe ces deux foutes, d'addition au propylène. On entend ici par zéolitique les matières silico-argileuses tant naturelles que synthétiques, notamment les argiles, qui présentent des propriétés d'échange d'ions. On a trouvé que la proportion d'eau présente dans la matière de départ joue un rôle important dans l'augmentation de la conversion. Lorsque la proportion d'eau présente est excessive, le taux de conversion décroît. Si la proportion d'eau dans la matière de départ contenant le propylène est trop faible, cette eau n'exerce pas sinon influence optimum. Dans un mode d'exécution préféré, on met en contact le propylène, en présence d'eau, avec un catalyseur silice-alumine neutralisé, à une température comprise entre 285 et 5400 C environ, à une pression supérieure à la pression atmosphérique let à une vi tesse d'espace horaire d'environ 550 à 3300. Exemples 1 à 7 On fait passer du propylène au débit indiqué ci dessous avec ou ou sans addition d'eau, dans un réacteur en acier inoxydable, et on le met en contact avec 100 parties de catalyseur silice-alumine neutralisé. Les débits d'alimentation en propylène et eau sont donnés en parties en poids par heure et pour 100 parties en poids de catalyseur. La polymérisation est effectuée à une température d'environ 4550 C et î'a pression mano- métrique est maintenue à environ 3,5 kg/cm2. Des oléfines C6 sont produites et on obtient les conversions et les sélectivités indiquées dans le tableau ci-dessous. Le pourcentage de conversion est le nombre de moles de propylène consommé pour cent moles de propylène fourni, et le pourcentage de sélectivité est le nombre de moles d'oléfines C3 converties en dimère pour cent moles de propylène consomme. Les exemples 1, 5, 6 et 7 sont des essais comparatifs n'entrant pas dans le cadre de l'invention. Tableau Exemple Débit Débit Rapport Vitesse Conversion % Sélectivité % de propylène d'eau propylène/eau d'espace horaire 1 593 0 - 1593 7,6 70,9 2 548 40 13,7 1469 17 49,2 3 1084 -38 28,6 2900 8,6 71,9 4 562 250 2,3 1502 7,6 76,0 5 560 10 56,1 1500 12 60,0 6 1084 0 0 2900 3,2 84,3 7* 562 0 0 1500 3,5 83,1 N2 est utilisé comme diluant à raison d'un volume de diluant par volume de propylène fourni. L'exemple 1 montre qu'au Idébit de propylène indiqué et en l'absence d'eau, 7,6 % du propylène est converti avec une sélectivité en dimère (oléfines C6) de 70,9 %. L'exemple 2 montre qu'avec approximativement le même débit, la conversion peut être approximati- vement doublée lorsque de l'eau est ajoutée au pro- pylène dans un rapport d'environ une partie d'eau pour 13,7 parties de propylène. On a mentionné précédemment que la conversion du propylène en polymère est influencée par le débit du propylène fourni, pour une quantité donnée de catalyseur, et que les conversions sont plus faibles avec les débits croessants. Une comparaison de l'exemple 3 avec l'exemple 1 montre cependant que la conversion du propylène peut être maintenue au même taux même si le débit est approximativement doublé, grâce à une addition d'eau au propylène au départ. L'exemple 4 - montre que lorsque la proportion d'eau présente dans le propylène est excessive, la conversion du propylène n'est pas augmentée. En comparant l'exemple 4 avec l'exemple 2, on voit que l'addition d'eau en proportion convenable la plus que doublé la conversion (exemple 2), mais que lorsque la proportion d'eau est excessive (exemple 4), la conversion est la même qu'en l'absence d'eau (exemple 1). En comparant l'exemple 6 avec l'exemple 3, on voit qu'en maintenant le débit constant, mais en supprimant l'eau, le pourcentage de conversion tombe, bien que la sélectivité augmente. De plus, en comparant les exemples 4 et 7, on voit que dans des conditions comparables, la suppression de I'eau dans la réaction fait descendre le pourcentage de conversion, bien que la sélectivité augmente. L'exemple 5 montre que si la proportion d'eau présente dans le propylène est trop faible, on Wat- teint pas l'accroissement attendu de la conversion. On a découvert que Ides alcools comme, par exemple, le méthanol, l'éthanol, l'isopropanol, etc., peuvent être utilisés à l'a place d'eau, comme décrit ci-dessus, et donner des résultats comparables, comme le montre l'exemple 8. Exemple 8 On répète l'exemple 1, mais en utilisant 92 parties de méthanol (à la place d'eau), que l'on ajoute à 538 parties de propylène. 13 % du propylène est converti avec une sélectivité en dimère de 35 %. Cet exemple montre que les alcools mentionnés, notamment le méthanol, peuvent être utilisés pour augmenter la conversion du propylène de la même manière que si de l'eau était ajoutée directement au propylène. Exemple 9 On répète l'exemple 1 à une vitesse d'espace horaire de 600, avec un débit horaire d'alimentation en propylène de 260 g, accompagné de 25 g d'eau. On obtient une conversilon de 32 % avec une sélectivité en dimère de 41 0/o. La proportion d'eau présente dans le propylène de départ est avantageusement d'une partie d'eau pour 3 à 15 parties de propylène, et de préférence d'une partie d'eau pour 3,5 à 6 parties de propylène. La température de réaction pour la polymérisation est avantageusement de 285 à 5400 C et de préférence de 400 à 4550 C. La pression peut être comprise entre la pression atmosphérique et une pression de plusieurs atmosphères, avantageusement entre 1,75 et 17,6 kg/cm2 au manomètre, et de préférence entre 3,5 et 5,3 kg/cmo au manomètre. La vitesse 'd'espace horaire peut être de 550 à 3300 et est avantageusement de 700 à 950, et de préférence de 850. On entend par vitesse d'espace horaire le nombre de volumes de propylène par volume de catalyseur et par heure, ces volumes étant mesurés à température et pression normales. Le catalyseur silice-alumine neutralisé est de préférence préparé par mise en contact du catalyseur avec une solution aqueuse basique, par exemple de carbonate de sodium, et lavage du catalyseur jusqu'à ce que les eaux de lavage soient neutres.
Claims (1)
- REVENDICATION Procédé de polymérisation du propylène, caracté- risé en ce que l'on met en contact du propylène en phase vapeur, en présence d'eau dans un rapport pondéral du propylène à l'eau de 2,5 : 1 à 30: 1 ou en présence d'un alcool inférieur, avec un catalyseur argileux acide.SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que le catalyseur est un catalyseur zéolitique.2. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que le catalyseur eslt un catalyseur silice-alumine neutralisé.3. Procédé selon la sous-revendication 2, caractérisé en ce que ledit catalyseur neutralisé est préparé par mise en contact d'un catalyseur silice-alumine avec une solution aqueuse basique et lavage du catalyseur jusqu'à ce que les eaux de lavage soient neutres.4. Procédé selon la sous-revendication 2, carac térisé en ce que le rapport 'du propylène à l'eau est de 3:1 à 15:1, de préférence de 3,5 : 1 à 6 : 1.5. Procédé selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce que l'on effectue la polymérisation à une température de 285 à 5400 C, à une pression supé- rieure à la pression atmosphérique et à une vitesse d'espace horaire de 550 à 3300.6. Procédé selon les sous-revendications 4 et 5.7. Procédé selon les sous-revendications 3 et 5.
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