DD251746A1 - Verfahren zur herstellung aromatischer kohlenwasserstoffe - Google Patents
Verfahren zur herstellung aromatischer kohlenwasserstoffe Download PDFInfo
- Publication number
- DD251746A1 DD251746A1 DD29331686A DD29331686A DD251746A1 DD 251746 A1 DD251746 A1 DD 251746A1 DD 29331686 A DD29331686 A DD 29331686A DD 29331686 A DD29331686 A DD 29331686A DD 251746 A1 DD251746 A1 DD 251746A1
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- item
- zeolite
- amount
- catalyst
- short
- Prior art date
Links
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 32
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 18
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 13
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 10
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 9
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 9
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 3
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 2
- 229940110728 nitrogen / oxygen Drugs 0.000 claims 1
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 24
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 24
- 238000005899 aromatization reaction Methods 0.000 abstract description 11
- 239000008096 xylene Substances 0.000 abstract description 2
- 150000003738 xylenes Chemical class 0.000 abstract description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical group CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N Para-Xylene Chemical group CC1=CC=C(C)C=C1 URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N Propene Chemical compound CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N m-xylene Chemical group CC1=CC=CC(C)=C1 IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 10
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N sec-butylidene Natural products CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 8
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 235000013844 butane Nutrition 0.000 description 7
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 7
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 6
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 6
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 description 6
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 6
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229940078552 o-xylene Drugs 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 4
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 3
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- -1 C 6 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JEAKTLDJVSMBKC-UHFFFAOYSA-N 2-methylpropane;2-methylprop-1-ene Chemical compound CC(C)C.CC(C)=C JEAKTLDJVSMBKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000004141 dimensional analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 1
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- JTXAHXNXKFGXIT-UHFFFAOYSA-N propane;prop-1-ene Chemical compound CCC.CC=C JTXAHXNXKFGXIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- ORVGYTXFUWTWDM-UHFFFAOYSA-N silicic acid;sodium Chemical compound [Na].O[Si](O)(O)O ORVGYTXFUWTWDM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von aromatischen Kohlenwasserstoffen durch heterogenkatalysierte Umwandlung niederer Kohlenwasserstoffe bei erhoehten Temperaturen und Normaldruck oder leicht erhoehtem Druck. Ziel ist es, ein einfaches und technisch anwendbares Verfahren zu gestalten, bei dem die selektive Umwandlung von vorzugsweise C2- bis C5-Kohlenwasserstoffen zu aromatischen Kohlenwasserstoffen, vornehmlich Benzen, Toluen und Xylenen, an zeolithhaltigen Mehrkomponentenkatalysatoren mit sehr gutem Aktivitaets-Zeitverhalten und bemerkenswerter Regenerationsstabilitaet erfolgt. Erfindungsgemaess gelingt dies, indem Katalysatoren fuer die Aromatisierung eingesetzt werden, in die Metalle der Gruppen III a und/oder III b und gegebenenfalls VI b des PSE in bestimmten Atomverhaeltnissen eingetauscht werden.
Description
Anwendungsgebiet der Erfindung ,
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung aromatischer Kohlenwasserstoffe, insbesondere von Benzen, Toluen und Xylenen durch kataiytische Umwandlung von kurzkettigen Kohlenwasserstoffen.
Die zunehmende Verarbeitung hochsiedender Kohlenwasserstofffraktionen und von Erdölrückständen durch vorzugsweise hydrospaltende Verfahren führt u.a. zu einem erhöhten Aufkommen an kurzkettigen Kohlenwasserstoffen, deren stoffwirtschaftliche Nutzung erforderlich wird. Die kataiytische Aromatisierung dieser niederen Kohlenwasserstoffe kann eine aussichtsreiche Alternative sein. So wurde bislang die Umsetzung von η-Butan an edelmetallhaltigen Katalysatoren vorgeschlagen, wobei jedoch bei den für die Aromatenbildung erforderlichen hohen Temperaturen eine stark erhöhte Methan- und Kohlenstoffbildung erfolgt, die eine schnelle Katalysatordesaktivierung bewirkt (J. Catal. 17 [1970] 323). In letzter Zeit werden bevorzugt amorphe und kristalline Alumosilicate, überwiegend nach Eintausch von Metallionen, als Katalysatoren für die Aromatisierung kurzkettiger Kohlenwasserstoffe vorgeschlagen. So wird gemäß DE-OS 3009495 und DE-OS 3009497 die Umwandlung von Propan und Butanen an Silicaten beansprucht, die bis zu 20Ma.-% MetaIlionen enthalten. Bei erhöhten Temperaturen und leicht erhöhtem Druck sollen Selektivitäten der Aromatenbildung bis zu maximal 40% möglich sein. Laut US-PS 4157356 wird die Aromatisierung von C3-bis Cg-Kohlenwasserstoffen an metallhaltigen Silicaten vorgeschlagen, wobei aus Isobutan bis zu maximal 22 Ma.-% Aromaten gebildet werden.
Nach ihrer Entdeckung (US-PS 3702886) und technischen Herstellung werden auch die Zeolithe des ZSM-5-Typs in der H-Form oder nach Einbringung von Metallionen für die Kohlenwasserstoffumwandlung empfohlen. Mit US-PS 3775501 wird die Aromatisierung von C3- bis C6-Olefinen und -Paraffinen an Katalysatoren des Typs H-ZSM-s, Pt-ZSM-5, Au-ZSM-5 und U-ZSM-5 in Gegenwart von Trägergasen beschrieben, wobei jedoch bei der Paraffinumwandlung nurAromatenausbeutenbiszu30Ma.-% erzielt werden. Häufiger beansprucht wird der Einsatz von Zeolithen desZSM-Typs, die nach Imprägnierung oder Ionenaustausch Metalle der Gruppe III des PSE enthalten.
Gemäß US-PS 4350835 sind ZSM-Typen mit einem Modul > 30 und einem constraint index bis 12, bei Metallgehalten bis zu 5Ma.-%für die Aromatisierung kurzkettiger Paraffine geeignet. Bei einer die Koksbildung favorisierenden sehr hohen Temperatur von ~580°C wird bei einem Ethanumsatzvon21%nur eine Aromatisierungsselektivitätvon 56% erzielt. Mit EP-PS 107875 und 107876 werden gleichfalls metallhaltige Zeolithe des ZSM-Typs vorgeschlagen, die akzeptable Aromatenausbeuten bei jedoch hoher Methanbildung und begrenzter Katalysatorlaufzeit bewirken. Zusammenfassend lassen sich die Nachteile der bisher vorgeschlagenen Verfahren zur katalytischen Aromatisierung kurzkettiger Kohlenwasserstoffe wie folgt charakterisieren:
— mäßige Aktivität und Selektivität der Bildung aromatischer Kohlenwasserstoffe,
— unzureichendes Aktivitäts-Zeitverhalten der Katalysatoren, bedingt durch zu hohe Koksbildung,
— zu geringe Regenerationsstabilität der zur Anwendung empfohlenen Katalysatoren,
— ungenügende mechanische Stabilität der Katalysatoren, so daß ein Einsatz in Bewegtbettprozessen nicht möglich ist.
Es ist Ziel der Erfindung, ein einfaches und technisch anwendbares Verfahren zu gestalten, bei dem die selektive Umwandlung kurzkettiger Kohlenwasserstoffe zu aromatischen Kohlenwasserstoffen an neuartigen zeolithhaltigen Mehrkomponentenkatalysatoren mit sehr gutem Aktivitäts-Zeitverhalten und bemerkenswerter Regenerationsstabilität gelingt.
Das Ziel wird erreicht durch ein Verfahren zur Herstellung von aromatischen Kohlenwasserstoffen aus kurzkettigen Kohlenwasserstoffen an fest angeordneten oder bewegten, strang- oder kugelförmigen Katalysatoren bei erhöhten Temperaturen, Normaldruck oder leicht erhöhtem Druck und gegebenenfalls in Gegenwart von Wasserstoff und/oder Inertgasen, indem erfindungsgemäß ein Katalysator verwendet wird, der Zeolithe des ZSM-5-Typs mit einem Modul größer als . 20, Metalle und/oder Metallverbindungen der Gruppen III a und/oder III b allein oder in Kombination mit Metallen und/oder Metallverbindungen der Gruppe VIb des PSE in einer Gesamtkonzentration bis zu 15Ma.-%, bezogen auf das Gewicht des Zeoliths, und Siliciumdioxid und/oder Aluminiumoxid und/oder Tone in einer Menge von 1 bis 90Ma.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, enthält.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß als bevorzugte Vertreter der Gruppe lila Lanthan, der Gruppe III b Gallium und der Gruppe Vl b Chrom in einem Mengenbereich von 0,001 bis 5,0 Ma.-% pro Metall und bezogen auf die Zeolithmenge zur Anwendung gebracht werden. Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß durch die kombinierte Anwendung dieser Metalle synergistische Effekte im Hinblick auf die Erhöhung der Aromatisierungsaktivität und -Selektivität sowie der Regenerationsstabilität auftraten. Dabei haben sich die Kombinationen Lanthan/Chrom und Gallium/Chrom, jeweils im Atomverhältnis 100:1 bis 1:1 zum Einsatz gebracht, in besonderer Weise bewährt, wobei neben den bereits aufgezeigten Vorteilen die ausgezeichnete Aktivitäts-Zeitstabilität der so präparierten Katalysatoren ein besonderer Vorzug ist. Ein erfindungswesentliches Merkmal ist die Anwendung eines Zeoliths des ZSM-5-Typs mit einem Modul im Bereich von 20 bis 100. Die bereits als wesentlich für die volle Entfaltung der katalytischen Aktivität und Selektivität gekennzeichneten Metalle können sowohl durch Imprägnieren mit wäßrigen Metallsalzlösungen als auch bevorzugt durch Ionenaustausch in denZeolith eingebracht werden.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Charakteristikum besteht in der Verformung der metallgetauschten Zeolithe mit Kieselsol und/oder Aluminiumoxid und/oder Tonmineralen, wodurch insbesondere die für den technischen Einsatz erforderliche mechanische Stabilität bewirkt wird.
Erfindungsgemäß entfalten die Katalysatoren bei der Aromatisierung von Paraffinen und Olefinen sowie von deren Gemischen ihre volle Aktivität und Selektivität im Temperaturbereich von 380 bis 5800C, einer Belastung von 0,3 bis 5,0 kg Rohstoff pro kg Katalysator und Stunde und einem Druck von 0,01 bis 1,0MPa, gegebenenfalls unter Zusatz von Wasserstoff und/oder von Inertgasen. Dabei ist es im Sinne der Erfindung wesentlich, daß alle im Katalysator enthaltenen Komponenten in wirkungsvoller Weise zur angestrebten Aromatisierung beitragen.
Ein weiterer bedeutender Vorzug des erfindungsgemäß gekennzeichneten Verfahrens ist die einfach durchführbare und wirkungsvolle Regeneration der durch Koksbildung aktivititäsgeminderten Katalysatoren. Überraschend ist dabei, daß die erfindungsgemäß beanspruchten Katalysatoren selbst nach einer Vielzahl von Regenerationszyklen über eine nahezu unveränderte Aromatisierungsaktivität und -Selektivität verfugen.
Die nachfolgend verwendeten Zeolithe des ZSM-5-Typs werden gemäß DD-WP 205674 durch Umsetzung von Natrium-Kieselsäuresol, Natriumaluminat, Natronlauge sowie Wasser unter Zusatz von Impfkristallen hergestellt. So kann ein Zeolith des ZSM-5-Typs mit folgenden Eigenschaften erhalten werden:
| Molverhältnis SiO2:AI2O3 | = 25 |
| (Modul) | |
| Wasserdampfadsorption | = 5,2% |
| bei 20 0C und 0,08 kPa | |
| Benzenadsorption | = 7,2% |
| bei 2O0C und 2,4 kPa |
500g des in der Na-Form vorliegenden Zeolithe werden durch Behandlung mit 510,5 η Salzsäure bei 2O0C unter Rühren und über einen Zeitraum von 8 Stunden in die Η-Form überführt.
Nach Abfiltrieren, Waschen und Trocknen wird der pulverförmige Zeolith im Mischgranulator durch Aufsprühen von 300 ml 15%iger Kieselsollösung zu Granulaten mit einem Durchmesser von 1 bis 3 mm gewandelt. Der granulatförmige, 10Ma.-% freie Kieselsäure enthaltende Katalysator wird 6 Stunden bei 1200C getrocknet und 4 Stunden im Luftstrom bei 48O0C aktiviert.
30g des Katalysators gemäß Beispiel 1 werden in einen Quarzglasreaktor, wie er auch in Chem.Techn.34(7) (1982) 367 beschrieben wurde, gegeben, über einen Zeitraum von 2 Stunden im Stickstoffstrom auf 5000C aufgeheizt, 1 Stunde bei dieser Temperatur belassen und dann die angestrebte Versuchstemperatur eingestellt. Die Bestimmung des gasförmigen und flüssigen Reaktionsproduktes erfolgt durch gaschromatographische Analyse. Die nachfolgende Tabelle 1 enthält die bei der Umsetzung kurzkettiger Paraffine an diesem H-ZSM-5haltigen Katalysator erzielten Ergebnisse.
Nach Beendigung der jeweiligen Reaktionsperiode wird im Stickstoffstrom auf 400 bis 4500C aufgeheizt und durch Dosierung von Sauerstoff die Regeneration durch Abbrand der kohlenstoffhaltigen Ablagerungen eingeleitet, wobei eine Temperatur von 5500C nicht überschritten wird. Die Bestimmung der Kohlenstoffmenge erfolgt durch Absorption des gebildeten Kohlendioxids in Natronlauge und anschließende Maßanalyse.
Bindemittelfreier pulverförmiger Zeolith gemäß Beispiel 1 wird unter Rühren in eine wäßrige 0,1 η Gallium-lll-chlorid-Lösung eingetragen und bei 250C unter Rühren für 8 Stunden belassen. Anschließend wird chloridfrei gewaschen und 4 Stunden bei 1200C getrocknet. Der 0,85 Ma.-% Gallium enthaltende Zeolith wird gemäß Beispiel 1 im Mischgranulator durch Aufsprühen von Kieselsollösung verformt. Der Galliumgehalt im fertigen, 90Ma.-% Zeolith und 10 Ma.-% SiO2 enthaltenden, Katalysator beträgt 0,77Ma.-%. 30g des so präparierten Katalysators werden in den Quarzglasreaktor eingebaut und gemäß Beispiel 2 behandelt. Die bei der Umwandlung kurzkettiger Paraffine erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt.
Galliumhaitiger bindemittelfreier Zeolith gemäß Beispiel 3 wird in eine wäßrige 0,1 η Chrom-lll-nitrat-Lösung eingetragen und bei 6O0C unter Rühren auf 10 Stunden belassen. Anschließend wird intensiv gewaschen und 4 Stunden bei 1200C getrocknet. Der 0,85 Ma.-% Gallium und 0,04 Ma.-% Chrom enthaltende Zeolith wird gemäß Beispiel 1 im Mischgranulator durch Aufsprühen von Kieselsollösung verformt. Der fertige aus 90 Ma.-% Zeolith und 10 Ma.-% SiO2 bestehende Katalysator enthält 0,77 Ma.-% Gallium und 0,035 Ma.-% Chrom. Die Vorbereitung und Durchführung der katalytischen Tests erfolgen gemäß Beispiel 2. Tabelle 2 enthält die bei der Paraffinumwandlung erzielten Ergebnisse. Die Werte der Tabelle 3 charakterisieren das Aktivitäts-Zeitverhalten des Katalysators. Die Ergebnisse in derTabelle 4 widerspiegeln die Regenerationsstabilität. Tabelle 5 enthält die bei der Umsetzung von Paraffin-/Olefingemischen erhaltenen Ergebnisse. Das Masse-Verhältnis Paraffin:Olefin betrug 10:1.
Bindemittelfreier Zeolith gemäß Beispiel 1 wird unter Rühren in eine wäßrige 0,1 η Lanthan-lll-chlorid-Lösung eingetragen und bei 250C unter Rühren für 8 Stunden belassen. Anschließend wird intensiv gewaschen und 4 Stunden bei 120°C getrocknet. Der lanthanhaltige Zeolith wird dann in eine wäßrige 0,1 η Chrom-lll-nitrat-Lösung eingetragen und bei 600C unter Rühren für 10 Stunden belassen. Danach wird intensiv gewaschen und 4 Stunden bei 1200C getrocknet.
Der 1,2Ma.-% Lanthan und 0,04Ma.-% Chrom enthaltende Zeolith wird gemäß Beispiel 1 im Mischgranulator durch Aufsprühen von Kieselsollösung verformt. Der fertige aus 90 Ma.-% Zeolith und 10Ma.-% SiO2 bestehende Katalysator enthält 1,08 Ma.-% Lanthan und 0,035 Ma.-% Chrom. Die Durchführung der katalytischen Tests erfolgt gemäß Beispiel 2. Tabelle 6 widerspiegelt die bei der Umwandlung kurzkettiger Kohlenwasserstoffe erzielten Ergebnisse.
| Tabelle 1 | 535 | Propan | 500 | n-Butan | 500 | 500 | Isobutan | 500 |
| Einsatzprodukt | A | B | A | B | 500 | B | ||
| Reaktionstemperatur in °C | A | |||||||
| Katalysatortyp | 12,9 | 23,5 | 21,8 | 36,1 | 45,8 | |||
| Ausbeute in Ma.-% | 86,6 | 75,7 | 77,5 | 63,0 | 25,3 | 53,2 | ||
| Flüssigprodukt | 0,5 | 0,8 | 0,7 | 0,9 | 74,1 | 1,0 | ||
| Gasförmiges Produkt | 1,0 | 2,7 | 1,0 | 3,4 | 0,6 | 4,8 | ||
| Kohlenstoff | 21,7 | 16,9 | 13,7 | 15,0 | 1,4 | 17,0 | ||
| Wasserstoff | 4,4 | 1,5 | 2,3 | 1,6 | 16,1 | • 0,8 | ||
| Methan | 18,4 | 13,8 | 17,3 | 18,3 | 2,7 | 16,0 | ||
| Ethen | 4,5 | 1,3 | • 2,4 | 1,2 | 11,8 | 0,8 | ||
| Ethan | 33,6 | 38,4 | 36,2 | 21,5 | 3,4 | 12,8 | ||
| Propen | 1,0 | 0,2 | 0,9 | 0,1 | 32,8 | 0,1 | ||
| Propan | 2,0 | 0,9 | 3,7 | 1,9 | 1,1 | 0,9 | ||
| Butene | 12,5 | 23,0 | 20,9 | 35,5 | 4,8 | 45,1 | ||
| Butane | 4,6 | 6,4 | 5,4 | 10,1 | 24,4 | 12,0 | ||
| Σ Aromaten | 5,3 | 8,9 | 8,6 | 14,6 | 6,6 | 18,8 | ||
| Benzen | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,4 | 10,1 | 0,4 | ||
| Toluen | 0,4 | 0,8 | 0,9 | 1,3 | 0,5 | 1,7 | ||
| Ethylbenzen | 0,9 | 2,0 | 2,1 | 3,0 | 1,0 | 3,8 | ||
| p-Xylen | 0,4 | 0,7 . | 1,0 | 1,3 | 2,3 | 1,8 | ||
| m-Xylen | 0,2 | 0,6 | 0,6 | • 0,6 | 1,1 | 0,8 | ||
| o-Xylen | 0,7 | 3,3 | 1,9 | 4,2 | 0,7 | 5,8 | ||
| ICg-Aromaten | 2,1 | |||||||
| >Cg-Aromaten | ||||||||
Belastung: 1,0g/g h
A: H-ZSM-5-Typ gemäß Beispiel 1 und 2 B: Ga-ZSM-5-Typ gemäß Beispiel 3
| Tabelle 2 | Einsatzprodukt | Propan |
| Reaktionstemperatur | 500 | |
| in 0C | ||
| Ausbeute in Ma.-% | ||
| Flüssigprodukt | 25,0 | |
| Gasförmiges Produkt | 74,3 | |
| Kohlenstoff | 0,7 | |
| Wasserstoff | 2,8 | |
| Methan | 16,1 | |
| Ethen | 1,6 | |
| Ethan | 13,3 | |
| Propen | 1,4 | |
| Propan | 38,0 | |
| Butene | 0,2 | |
| Butane | 0,9 | |
| X Aromaten | 24,5 | |
| Benzen | 7,3 | |
| Toluen | 9,6 | |
| Ethylbenzen | 0,3 | |
| p-Xylen | 0,8 | |
| m-Xylen | 2,1 | |
| o-Xylen | 0,8 | |
| Σ Cg-Aromaten | 0,5 | |
| >C9-Aromaten | 3,1 | |
n-Butan 500
37,1
62,0
0,9
3,5
14,6
1,6
17,9
1,2
21,4
0,1
1,7
36,6
10,8
15,1
0,4
1,4
3,1
1,3
0,7
3,8
Isobutan 500
46,5
52,6
0,9
5,1
16,6
1,4
12,7
1,0
14,7
0,1
1,0
46,0
12,5
19,2
0,4
1,8
4,0
1,8
0,7
5,6
Belastung: 1,0g/g · h Katalysator: Ga/Cr-ZSM-5-Typ gemäß Beispiel 4
| Versuchszeit in Stunden | 1. |
| Ausbeute in Ma.-% | |
| Flüssigprodukt | 46,6 |
| Gasförmiges Produkt | 52,7 |
| Kohlenstoff | 0,7 |
| Wasserstoff | 5,2 |
| Methan | 16,6 |
| Ethen | 1,4 |
| Ethan | 12,7 |
| Propen | 1,0 |
| Propan | 14,7 |
| Butene | 0,1 |
| Butane | 1,0 |
| !Aromaten | 46,0 |
| Benzen | 12,5 |
| Toluen | 19,2 |
| Ethylbenzen | 0,4 |
| p-Xylen | 1,8 |
| m-Xylen | 4,0 |
| o-Xylen | 1,8 |
| Σ Cg-Aromaten | 0,7. |
| > Cg-Aromaten | 5,6 |
Tabelle 3: Umwandlung von Isobutan bei 5000C und 1,0g/g · h
3. 6.
48,2 49,9
51,2 49,6
0,6 0,5
5.0 4,8 15,7 14,8
1,4 1,4
12,4 11,9
1.1 1,2
14.4 14,2 0,2 0,2
1.0 1,1 47,7 49,5 13,2 13,8
20.2 20,9 0,4 0,4 1,9 2,1
4.2 4,5 1,8 1,9 0,7 0,7
5.3 5,2
Katalysator: Ga/Cr-ZSM-5-Typ gemäß Beispiel 4 ·
Tabelle 4: Isobutanumwandlung bei 5000C und 1,0g/g · h
15. 33.
45.5 44,9 53,7 54,4
0,8 0,7
5.1 5,2 16,4 16,1
1.4 1,3
12.3 12,0 0,9 0,9
16.4 17,5 0,1 0,1 1,1 1,3
45,0 44,4
12,2 12,0
18,7 18,5
0,4 0,4
1,8 1,8
4,0 3,9
1,7 ' 1,7
0,7 0,7
5.5 5,4
Katalysator: Ga/CR-ZSM-5-Typ gemäß Beispiel 4
| Anzahl der Reaktions- | 1. |
| Regenerationszyklen | |
| Ausbeute in Ma.-% | |
| Flüssigprodukt | 46,3 |
| Gasförmiges Produkt | 52,8 |
| Kohlenstoff | 0,9 |
| Wasserstoff | 5,1 |
| Methan | 16,7 |
| Ethen | 1,4 |
| Ethan | 12,8 |
| Propen · | 1,0 |
| Propan | 14,7 |
| Butene | 0,1 |
| Butane | 1,0 |
| Σ Aromaten | 45,8 |
| Benzen | 12,4 |
| Toluen | 19,1 |
| Ethylbenzen | 0,4 |
| p-Xylen | 1,8 |
| m-Xylen | 4,0 |
| o-Xylen | 1,8 |
| Σ C9-Aromaten | 0,7 |
| > Cg-Aromaten | 5,6 |
| Tabelle 5 | Einsatzprodukt | Propan-Propen-gemisch | Isobutan-lsobuten-gemisch |
| Reaktionstemperatur in 0C | 502 | 497 | |
| Belastung in g/g · h | 1,0 | 1,0 | |
| Ausbeute in Ma.-% | |||
| Flüssigprodukt | 28,4 | 50,1 | |
| Gasförmiges Produkt | 70,7 | 48,9 | |
| Kohlenstoff | 0,9 | 1,0 | |
| Wasserstoff | 2,9 | 4,8 | |
| Methan | 15,9 | 15,8 | |
| Ethen | 1,3 | 0,9 | |
| Ethan | 12,5 | 12,4 | |
| Propen | 0,9 | 0,8 | |
| Propan | 36,1 | 13,1 | |
| Butene | 0,1 | 0,1 | |
| Butane | 1,0 | 1,0 | |
| Σ Aromaten | 27,9 | 49,6 | |
| Benzen | 8,0 | 12,8 | |
| Toluen | 10,3 | 20,6 t> | |
| Ethylbenzen | 0,3 | 0,4 | |
| p-Xylen | 1,1 | 2,0 | |
| m-Xylen | 2,4 | 4,4 | |
| o-Xylen | 1,1 | 1,9 | |
| XCg-Aromaten | 0,7 | 0,9 | |
| > Co-Aromaten | 4,0 | 5,9 | |
Katalysator: Ga/Cr-ZSM-5-Typ gemäß Beispiel 4
| Einsatzprodukt | Propan | n-Bu |
| Reaktionstemperatur in 0C | ||
| Ausbeute in Ma.-% | ||
| Flüssigprodukt | 24,7 | • 36,7 |
| Gasförmiges Produkt | 74,5 | 62,4 |
| Kohlenstoff | 0,8 | 0,9 |
| Wasserstoff | 2,8 | 3,5 |
| Methan | 16,3 | 14,8 |
| Ethen | 1,5 | 1,5 |
| Ethan | 13,4 | 18,2 |
| Propen | 1,3 | 1,2 |
| Propan | 38,1 | 21,2 |
| Butene | 0,1 | 0,2 |
| Butane | 1,0 | 1,8 |
| Σ Aromaten | 24,2 | 36,2 |
| Benzen | 7,1 | 10,6 |
| Toluen | 9,5 | 14,9 |
| Ethylbenzen | 0,3 | 0,4 |
| p-Xylen | 0,8 | 1,3 |
| m-Xylen | 2,0 | 3,0 |
| o-Xylen | 0,8 | 1,3 |
| Σ Cg-Aromaten | 0,5 | 0,7 |
| > Cg-Aromaten | 3,2 | 4,0 |
Isobutan
45,8
53,2 1,0 5,0
16,9 0,8
15,9 0,8 12,7
<0,1 1,0 45,2
12,1
18,7 0,4 1,7 4,0 1,8 0,7 5,8
Belastung: 1,0g/g h
Katalysator: La/Cr-ZSM-5-Typ gemäß Beispiel 5
Claims (11)
1. Verfahren zur Herstellung aromatischer Kohlenwasserstoffe aus kurzkettigen Kohlenwasserstoffen an fest angeordneten oder bewegten, strang- oder kugelförmigen Katalysatoren bei erhöhten Temperaturen, Normaldruck oder leicht erhöhtem Druck und gegebenenfalls in Gegenwart von Wasserstoff und/oder Inertgasen, gekennzeichnet dadurch, daß ein Katalysator verwendet wird, der Zeolithe desZSM-5-Typs mit einem Modul größer als 20, Metalle und/oder Metallverbindungen der Gruppen III a und/oder III b und gegebenenfalls IVb des PSE in einer Gesamtkonzentration bis zu 15 Ma.-%, bezogen auf das Gewicht des Zeoliths, und Siliciumdioxid und/oder Aluminiumoxid und/oder Tone in einer Menge von 1 bis90Ma.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, enthält.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Vertreter der Gruppe lila Lanthan in einer Menge von 0,01 bis 5,0 Ma.-%, bezogen auf die Zeolithmenge, eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß als Vertreter der Gruppe III b Gallium in einer Menge von 0,01 bis 5,0 Ma.-%, bezogen auf die Zeolithmenge, eingesetzt wird.
4. Verfahren nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß als Vertreter der Gruppe VIb Chrom in einer Menge von 0,001 bis 5,0 Ma.-%, bezogen auf die Zeolithmenge, eingesetzt wird.
5. Verfahren nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß Lanthan und Chrom in einem Atomverhältnis von 100:1 bis 1:1 zur Anwendung gebracht werden.
6. Verfahren nach Punkt 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß Gallium und Chrom in einem Atomverhältnis von 100:1 bis 1:1 angewendet werden.
7. Verfahren nach Punkt 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß ein Zeolith des ZSM-5-Typs mit einem Modul von 20 bis 100 verwendet wird.
8. Verfahren nach Punkt 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß der Anteil des metallhaltigen Zeoliths an der Gesamtkatalysatormenge zwischen 10 und 99Ma.-% beträgt und die jeweilige Differenzmenge durch Aluminiumoxid und/oder Siliciumdioxid und/oder Tone ausgeglichen wird.
9. Verfahren nach Punkt 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Umwandlung der kurzkettigen Kohlenwasserstoffe bei Temperaturen von 380 bis 5800C, einer Belastung von 0,3 bis 5,0kg Rohstoff pro kg Katalysator und Stunde und einem Druck von 0,01 bis 1,0MPa durchgeführt wird.
10. Verfahren nach Punkt 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß die Umwandlung der kurzkettigen Kohlenwasserstoffe in Gegenwart von Wasserstoff und/oder Inertgasen bei einem Molverhältnis von Kohlenwasserstoff zu Gas zwischen 1:1 und 100:1 erfolgt.
11. Verfahren nach Punkt 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Regeneration der zur Umwandlung kurzkettiger Kohlenwasserstoffe eingesetzten Katalysatoren durch Abbrennen der kohlenstoffhaltigen Ablagerungen mit einem Stickstoff-/Sauerstoffgemisch so erfolgt, daß Temperaturen von 55O0C nicht überschritten werden und der Katalysator nach beendetem Abbrand für mindestens 1 Stunde im Luftstrom bei 5500C belassen wird.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD29331686A DD251746A1 (de) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | Verfahren zur herstellung aromatischer kohlenwasserstoffe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD29331686A DD251746A1 (de) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | Verfahren zur herstellung aromatischer kohlenwasserstoffe |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD251746A1 true DD251746A1 (de) | 1987-11-25 |
Family
ID=5581580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD29331686A DD251746A1 (de) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | Verfahren zur herstellung aromatischer kohlenwasserstoffe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD251746A1 (de) |
-
1986
- 1986-07-31 DD DD29331686A patent/DD251746A1/de not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69918451T2 (de) | Verfahren zur herstellung von olefinen unter verwendung eines pentasil-zeolith enthaltenden katalysators | |
| DE2560441C2 (de) | Verfahren zur Umwandlung von Paraffinen zu einem Olefine enthaltenden Produkt | |
| DE69535660T2 (de) | Katalysator und Verfahren zur Herstellung von monozyklischen Aromaten | |
| DE2518097C2 (de) | ||
| DE60106537T2 (de) | Katalytische Promoter für das katalytische Kracken von Kohlenwasserstoffen und deren Herstellung | |
| DE19756292A1 (de) | Katalysator zur Umwandlung paraffinischer Kohlenwasserstoffe in korrespondierende Olefine | |
| DE2631536C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von olefinischen Kohlenwasserstoffen | |
| DE1946187A1 (de) | Katalysatormasse und Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung | |
| DD139838A5 (de) | Verfahren zur herstellung von niederen alkenen aus methanol und/oder dimethylaether | |
| DE3873000T2 (de) | Verfahren zur herstellung von oligomeren aus olefinen unter verwendung eines modifizierten mordenit-katalysators. | |
| DE1468602A1 (de) | Verfahren zur katalytischen Umwandlung von Kohlenwasserstoffen und zur Herstellung des Katalysators | |
| DE1941948C3 (de) | Verfahren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen in Gegenwart von Wasserstoff bei erhöhten Temperaturen und Drücken | |
| EP0473907B1 (de) | Verfahren zur katalytischen Umsetzung von Kohlenwasserstoffen unter Verwendung eines synthetischen kristallinen Alumosilikates | |
| WO2002094436A1 (de) | Katalysator für säurekatalysierte kohlenwasserstoff-umwandlungen | |
| DE1667163C3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines mit Nickelionen ausgetauschten kristallinen Aluminiumsilikatkatalysators | |
| DD251746A1 (de) | Verfahren zur herstellung aromatischer kohlenwasserstoffe | |
| DE2442241A1 (de) | Verfahren zur xylolisomerisierung | |
| DE4105223A1 (de) | Katalysator zur umwandlung technischer c(pfeil abwaerts)8(pfeil abwaerts)-aromatenfraktionen | |
| DD251710A1 (de) | Verfahren zur herstellung von aromatischen kohlenwasserstoffen | |
| DE2730949A1 (de) | Verfahren zur selektiven herstellung p-substituierter benzole | |
| DD251711A1 (de) | Verfahren zur regenerativen aromatisierung kurzkettiger kohlenwasserstoffe | |
| DD251747A1 (de) | Verfahren zur aromatisierung kurzkettiger kohlenwasserstoffe | |
| DE1442873C3 (de) | ||
| DE2026806C3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Katalysators auf der Basis eines kristallinen Zeoliths | |
| DD256514A1 (de) | Verfahren zur katalytischen herstellung von aromaten aus methan |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |