CH405718A - Procédé de préparation d'un catalyseur utilisable pour la polymérisation du propylène - Google Patents
Procédé de préparation d'un catalyseur utilisable pour la polymérisation du propylèneInfo
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Description
Procédé de préparation d'un catalyseur utilisable pour la polymérisation du propylène
La présente invention a pour objet un procédé de préparation d'un catalyseur, utilisable notamment pour la polymérisation du propylène. Ce procédé est caractérisé en ce que l'on met en contact un catalyseur silice-alumine avec une solution aqueuse basique et en ce qu'on lave le catalyseur jusqu'à neutralité des eaux de lavage.
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 catalyseur qui résulte de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention a pour particularité de permettre la production de mono-oléfines en C6 à partir du propylène, en rendement élevé par rapport au propylène consommé, et plus économiquement qu'avec les catalyseurs connus, du fait que la formation de sous-produits ou de matières craquées est fortement réduite grâce à la dimérisation éminemment sélective, ce qui évite des opérations de séparation coûteuses et souvent difficiles, et simplifie l'entretien des installations, du fait qu'il n'y a plus nécessité de mettre l'appareillage hors service pour le nettoyage et l'extraction des polymères formés par craquage.
Une autre particularité du catalyseur obtenu selon l'invention est qu'il peut être régénéré, par exemple par passage d'air ou d'un gaz contenant de l'oxy- gène moléculaire sur le catalyseur, avantageusement in situ, pour éliminer le coke et d'autres dépôts.
Dans un mode d'exécution préféré du présent procédé, la solution aqueuse basique est une solution de carbonate de sodium d'une concentration de 2 à 20 /o en poids.
On entend ici par catalyseur traité un catalyseur qui a été mis en contact avec une solution aqueuse basique et qui a été lavé jusqu'à ce que les eaux de lavage soient neutres.
On entend ici par partie et par pour-cent des parties en poids et des pour-cent en poids. L'expression vitesse d'espace horaire désigne le nombre de volumes de propylène par volume de catalyseur et par heure, lesquels volumes sont mesurés à température et pression normales. Le terme sélectivité désigne le nombre de moles de propylène converti en dimère pour 100 moles de propylène consommé. Le terme zéolitique englobe les matières acides tant naturelles que synthétiques, notamment les argiles, qui présentent des propriétés d'échange d'ions.
Exemple 1
On met en contact des granules de catalyseur silice-alumine avec une solution de carbonate de sodium à 10 oxo et on lave à fond avec de l'eau jusqu'à neutralité des eaux de lavage. On introduit 100 par ties 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 4540 C environ et la pression manométrique à 3,5 kg/cm2. Après réaction, on obtient une conversion de 3,5 o/o du propylène avec 95 o/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 o/o du propylène avec une sélectivité de 610/0 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 6 /o avec une sélectivité en dimère de 72 /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/o avec une sélectivité en dimère de 65 O/o.
Exemple 5
On répète l'exemple 1 sauf que le débit du propylène entrant dans le réacteur est de 3900 parties par heures, et la température est maintenue à 3710 C.
On obtient une conversion du propylène de 6 o/o avec une sélectivité en dimère de 65 o/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 O/o, mais à la température plus basse de l'exemple 5, la sélectivité en dimère est de 65 /o, alors qu'elle est de 72 O/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 oxo avec une sélectivité en dimère de 600/o.
Exemple 8 (comparatif)
On répète l'exemple 1 sauf que le catalyseur silice-alumine 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 C5 et C) avec sensiblement aucune formation d'oléfine Cg.
L'exemple précédent montre que les catalyseurs silice-alumine normalement très acides, sont clairement moins avantageux que ceux préparés par mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
Exemple 9 (comparatif)
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 ! o.
Une comparaison de l'exemple 9 avec l'exemple 4 montre qu'avec approximativement le même débit de propylène un catalyseur silice-alumine non traité donne une faible sélectivité même aux basses conversions, la sélectivité en dimère ayant diminué de 65 /o à 38 o/o en utilisant le catalyseur non traité.
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.
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
Sélectivité Conversion Température manometrique propylène/hi 100 p.
Exemple O/o /o "C kg/cm2 catalyseur Catalyseur
1 95 3,5 455 3,5 930 Silice-alumine
traitée
2 61 16 455 3,5 260
3 72 6 455 3,5 600
4 65 8 455 3,5 430
5 65 6 370 3,5 390
6 57 15 455 1,05 84
7 60 16 455 5,3 330
8 - - 455 3,5 440 Silice-alumine
non traitée
9 38 8 290 0
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 455O 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 conformément à la présente invention. La relation à 3700 C est indiquée en trait continu et la relation à 455O C est indiquée en trait interrompu.
Le graphique montre qu'en élevant la température, on augmente la sélectivité pour une conversion donnée. Ainsi, pour une conversion de 5 o/o à 4550 C, la sélectivité est de 77 o/o, 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 préparation d'un catalyseur, utilisable notamment pour la polymérisation du propylène, caractérisé en ce que l'on met en contact un catalyseur silice-alumine avec une solution aqueuse basique et en ce qu'on lave le catalyseur jusqu'à neutralité des eaux de lavage.SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que la solution aqueuse basique est une solution aqueuse d'un carbonate de métal alcalin.2. Procédé selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce que le carbonate de métal alcalin est du carbonate de sodium.3. Procédé selon la sous-revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la concentration de la solution de carbonate est de 2 à 20 O/o en poids.4. Procédé selon la sous-revendication 3, caractérisé en ce que la concentration de la solution de carbonate est de 10 o/o en poids.5. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que ledit catalyseur silice-alumine est sous forme de granules.6. Procédé selon la sous-revendication 5, caractérisé en ce que ledit catalyseur silicealuminium est une zéolite synthétique ou naturelle.
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