CH400573A - Procédé de polymérisation du propylène - Google Patents
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Description
Procédé de polymérisation du propylène
La présente invention se rapporte à un procédé de polymérisation du propylène.
On sait que l'on peut polymériser le propylène en dimère en présence de divers catalyseurs. Malheureusement, ces procédés. conduisent à une multitude de produits tels que des trimères et des tétramères ainsi que divers dérivés craqués de ces matières. La formation de ces produits s'accompagne de faibles rendements en dimère car la majorité du propylène est transformée en trimère, en tétramère ou en. polymère plus élevé.
En dépit du fait que l'emploi de hautes températures devrait conduire à de plus fortes proportions de produits craqués, on a constaté que dans la polymérisation du propylène, l'emploi de hautes températures de réaction favorise la formation du dimère.
Malheureusement les catalyseurs connus, lorsqu'on les utilise à haute température, dégradent le polymère de propylène et il en résulte de faibles rendements en dimère.
Le procédé selon l'invention, qui vise à obvier aux inconvénients précités, est caractérisé en ce que l'on fait passer du propylène à une température su périeure à 2850 C, et avantageusement non supérieure à 5400 C environ, sous une pression supérieure à la pression atmosphérique, sur un catalyseur consistant en un silicate aluminosodique hydraté faiblement acide ayant un pouvoir d'échange d'ions. à une vitesse d'espace horaire comprise entre 550 et 3300.
Le catalyseur faiblement acide utilisé dans ce procédé- peut être régénéré, par exemple par passage d'air ou d'un gaz contenant de l'oxygène moléculaire sur le catalyseur, av. antageusement in situ, pour éliminer le coke et d'autres dépôts.
On obtient un catalyseur avantageux en mettant en contact un catalyseur silice-alumine naturel ou synthétique avec une solution aqueuse basique, telle qu'une solution de carbonate de sodium,. et en la- vant le- catalyseur traité jusqu'à ce que les eaux de lavage soient neutres. Un tel catalyseur sera qualifié de catalyseur traité dans la suite de cet exposé.
On a constaté que la conversion du propylène en dimère en présence d'une quantité. donnée de catalyseur est affectée par le débit du propylène de départ
Aux débits élevés le-s- conversions sont plus faibles.
On a également constaté-que la sélectivité de la cons version du propylène en. dimère augmente lorsque la conversion du propylène par passage diminue.
On entend ici par partie et par pour-cent des -parties en poids et des pourcents en poids. L'expression vitesse d'espace horaire désigne le nom bre de volumes de propylène par volume de cataly- seur et par- heure, lesquels volumes sont mesurés; à température -et pression : normales Lc terme sélec- traité désigne. le nombre de moles dw propylène converti en dimère pour 100 moles de propylène consomme.
Exemple 1
On met en contact des granules de silicate aluminosodique hydraté avec une solution de carbonate de sodium à 10'0/o et on lave à fond avec de l'eau jusqu'à neutralité des eaux de lavage. On introduit 100 parties du catalyseur ainsi traité dans un réacteur continu muni d'un dispositif de chauffage.
On fait entrer 930 parties de propylène par heure en maintenant la température à 454o C environ et la pression manométrique à 3,5 kg/cm2. Après réaction, on obtint une conversion de 3,50/0 du propylène avec 95 r/o de sélectivité en dimère.
Exemple 2
On répète l'exemple 1 sauf que le débit du propylène entrant dans le réacteur est de 260 parties par heure. On obtient une conversion de 16 0/o du propylène avec une sélectivité de 61 0/o en dimère.
Exemple 3
On répète l'exemple 1 sauf que le débit du propylène entrant dans le réacteur est de 600 parties par heure. On obtient une conversion du propylène de 6e/o avec une sélectivité en dimère de 72 0/o.
Exemple 4
On répète l'exemple 1 sauf que le débit du propylène entrant dans le réacteur est de 430 parties par heure. On obtient une conversion du propylène de 8 /o avec une sélectivité en dimère de 65 /o.
Exemple 5
On répète l'exemple 1 sauf que le débit du propylène entrant dans le réacteur est de 3900 parties par heure, et la température est maintenue à 3710 C.
On obtient une conversion du propylène de 6 0/o avec une sélectivité en dimère de 65 /o.
En comparant les exemples 5 et 3, il apparaît qu'en diminuant la température de 454 à 3710 C, la sélectivité diminue, car dans les deux exemples la conversion est de 6 0/o, mais à la température plus basse de l'exemple 5, la sélectivité en dimère est de 65 0/o, alors qu'elle est de 72. /o à l'exemple 3.
Exemple 6
On répète l'exemple 1 sauf que le débit du propylène entrant dans le réacteur est de 84 parties par heure et la pression manométrique est abaissée à 1,05 kg/cm2. On obtient une conversion du propylène de 15 0/o avec une sélectivité en dimère de 57 O/o.
Exemple 7
On répète l'exemple 1 sauf que le débit du propylène entrant dans le réacteur est de 330 parties par heure et la pression manométrique est élevée à 5,3 kg/cm2. On obtient une conversion du propylène de 16 O/o avec une sélectivité en dimère de 60 0/o.
Exemple 8
On répète l'exemple 1 sauf que le catalyseur n'est pas traité au carbonate de sodium. On constate que le produit de réaction contient une multitude de substances craquées (en particulier des hydrocarbures Cô- et C4) sans sensiblement aucune formation d'oléfine Co.
L'exemple précédent montre que le procédé de préparation d'oléfines CG à température élevée en présence des catalyseurs silice-alumine normalement très acides, est clairement moins avantageux que le procédé selon l'invention.
Exemple 9
On répète l'exemple 8 sauf que la température est abaissée à 2880 C, la pression manométrique est abaissée à 0 kg/cm2, et le débit du propylène entrant dans le réacteur est de 440 parties par heure. On obtient une conversion du propylène de 8 O/o avec une sélectivité en dimère de 38 0/o.
Une comparaison de l'exemple 9 avec l'exemple 4 montre qu'avec approximativement le même débit de propylène un catalyseur non traité donne une faible sélectivité même aux basses conversions, la sélectivité en dimère ayant diminué de 65 "0/o à 38 O/o en utilisant le catalyseur non traité.
I1 est clair qu'en répétant les exemples ci-dessus en remplaçant les catalyseurs traités par des catalyseurs argileux du type zéolitique faiblement acides on obtient des résultats comparables à ceux cités ci-dessus.
En général, la conversion du propylène augmente avec la pression pour un débit donné. Les pressions utilisées peuvent aller de la pression atmosphérique à plusieurs atmosphères, avantageusement de 1,75 à 17,6 kg/cm2 et de préférence de 3,5 à 5,3 kg/cm2 de pression manométrique. La vitesse d'espace horaire est en principe de 550 à 3300, avantageusement de 700 à 950 et de préférence de 850.
La solution aqueuse basique utilisée pour préparer les catalyseurs traités peut contenir de 2 à 20 e/o environ de carbonate de sodium ou d'un agent basique équivalent.
Les résultats des exemples 1 à 9 sont rassemblés dans le tableau ci-dessous pour faciliter la comparaison de la conversion et de la sélectivité dans les différentes conditions opératoires.
Tableau
Pression Parties de
Température manométrique propylènel
Exemple Sélectivité /o Conversion ! o oC kg/cm2 h/100 p. Catalyseur
1 95 3,5 455 3,5 930 Silice-Alumine traitée
2 61 16 455 3,5 260 Silice-Alumine traitée
3 72 6 455 3,5 600 Silice-Alumine traitée
4 65 8 455 3,5 430 Silice-Alumine traitée
5 65 6 370 3,5 390 Silice-Alumine traitée
6 57 15 455 1,05 84 Silice-Alumine traitée
7 60 16 455 5,3 330 Silice-Alumine traitée
8 - - 455 3,5 440 Silice-Alumine non traitée
9 38 8 290 0 440 Silice-Alumine non traitée
Le tableau ci-dessus montre qu'aux débits élevés la conversion du propylène diminue avec un accroissement correspondant de la sélectivité en dimère pour une température de réaction déterminée.
La température de réaction est comprise entre 285 et 5400 C, avantageusement entre 370 et 5100 C et est de préférence de 4550 C. Lorsque la température augmente dans ces limites, la sélectivité en dimère augmente.
Le dessin annexé est un graphique de la relation entre la sélectivité en dimère et la conversion en pour-cent du propylène à deux températures, lors de la dimérisation en phase vapeur par le procédé décrit ci-dessus. La relation à 3700 C est indiquée en trait continu et la relation à 4550 C est indiquée en trait interrompu. On voit qu'en élevant la température, la sélectivité pour une conversion donnée augmente. Ainsi, pour une conversion de 5 O/o à 4550 C, la sélectivité est de 77 po, alors qu'elle est de 65 o/o à 3700 C, cela sans craquage ou production excessive de polymères supérieurs.
Claims (1)
- REVENDICATION Procédé de polymérisation du propylène, caractérisé en ce que l'on fait passer du propylène, à une température supérieure à 2850 C, sous une pression supérieure à la pression atmosphérique et à un débit de 550 à 3300 volumes de propylène, mesurés à température et pression normales, par volume de catalyseur et par heure, sur un catalyseur consistant en un silicate aluminosodique hydraté faiblement acide ayant un pouvoir d'échange d'ions.SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que la température ne dépasse pas 5400 C et en ce que le catalyseur est un catalyseur silice-alumine traité par une base.2. Procédé selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce que la température est de 370 à 5100 C, la pression manométrique est de 1,75 à 17,6 kg/cm2 et la vitesse d'espace horaire est de 1100 à 2200.3. Procédé selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce que la température est de 4550 C, la pression manométrique est de 3,5 à 5,3 kg/cm2 et la vitesse d'espace horaire est d'environ 1650.4. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que le catalyseur est tel qu'il peut être obtenu en mettant en contact un catalyseur silice-alumine avec une solution aqueuse basique, puis en lavant le catalyseur jusqu'à neutralité des eaux de lavage.5. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que le catalyseur est tel qu'il peut être obtenu en mettant en contact un catalyseur silice-alumine avec une solution aqueuse de carbonate de sodium, puis en lavant le catalyseur jusqu'à neutralité des eaux de lavage.
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