NO744038L - - Google Patents
Info
- Publication number
- NO744038L NO744038L NO744038A NO744038A NO744038L NO 744038 L NO744038 L NO 744038L NO 744038 A NO744038 A NO 744038A NO 744038 A NO744038 A NO 744038A NO 744038 L NO744038 L NO 744038L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- catalyst
- phosphoric acid
- acid
- pore volume
- glass
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 65
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 22
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 21
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000005373 porous glass Substances 0.000 claims description 20
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 20
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 claims description 19
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims description 17
- 230000036571 hydration Effects 0.000 claims description 17
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- QXJJQWWVWRCVQT-UHFFFAOYSA-K calcium;sodium;phosphate Chemical compound [Na+].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O QXJJQWWVWRCVQT-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 11
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 claims description 2
- 230000000887 hydrating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 17
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 7
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 5
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 5
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N Diisopropyl ether Chemical compound CC(C)OC(C)C ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001030 gas--liquid chromatography Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 3
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N Acrolein Chemical compound C=CC=O HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012633 leachable Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- -1 polyoxyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003158 alcohol group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- KVIPHDKUOLVVQN-UHFFFAOYSA-N ethene;hydrate Chemical group O.C=C KVIPHDKUOLVVQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZJXZSIYSNXKHEA-UHFFFAOYSA-N ethyl dihydrogen phosphate Chemical compound CCOP(O)(O)=O ZJXZSIYSNXKHEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000895 extractive distillation Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000005673 monoalkenes Chemical class 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229910021426 porous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/14—Phosphorus; Compounds thereof
- B01J27/16—Phosphorus; Compounds thereof containing oxygen, i.e. acids, anhydrides and their derivates with N, S, B or halogens without carriers or on carriers based on C, Si, Al or Zr; also salts of Si, Al and Zr
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/61—Surface area
- B01J35/613—10-100 m2/g
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/61—Surface area
- B01J35/615—100-500 m2/g
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/63—Pore volume
- B01J35/635—0.5-1.0 ml/g
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/64—Pore diameter
- B01J35/647—2-50 nm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/64—Pore diameter
- B01J35/651—50-500 nm
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
Olefin-hydratiseringskatalysator.
Foreliggende oppfinnelse vedrører olefin-hydratiseringskatalysatorer.
Bruken av glass som bærermateriale for katalysatorer
har bred omtale i den tekniske litteratur. Uemaki et al (CA 74:
75964 og 73:3^08) benyttet f.eks. glasskuler som et fast fortynnings-middel for en fosforsyreimpregnert kiselgurkatalysator. Bruken av glass.eller kvarts, til forskjell fra porøst glass eller glass-
kuler, som bærer for H-^PO^for fremstilling av en' katalysator er beskrevet i Langlois et al, Petroleum Refiner 31, nr. 8, 1952 og i fransk patent nr. 1.294.712. Bruken av porøst glass som bærer for katalysatorer andre enn olefin-hydratiseringskatalysatorer er beskrevet flere steder inkludert i fransk patent nr. 1.492.495
og DOS 1.814.253. Bruken av ikke-porøst glass eller glasskuler som katalysatorbærer er også beskrevet i mange publikasjoner inkludert US-patent nr. 2.847.475 og rumensk patent 48.909.
Det er nå funnet at en. forbedret olefin-hydratiseringskatalysator kan fremstilles under anvendelse av en bærer av porøse glasskuler med høyt silisiumdipksydinnhold og med strukturelle og overflateegenskaper. De fosforsyreimpregnerte glasskuler utgjør en effektiv katalysator og har høy trykkstyrke.
Foreliggende oppfinnelse angår en olefin-hydratiseringskatalysator og mer spesielt en olefin-.hydratiser.ingskatalysator omfattende porøse glasskuler impregnert med vandig fosforsyre og med høyt silisiumdioksydinnhold og med spesifikke strukturelle og overflateegenskaper.
Ifølge foretrukne utførelser av oppfinnelsen blir
porøse glasskuler med høyt silisiumdioksydinnhold og med spesielle'strukturelle og overflateegenskaper, impregnert med vandig fosforsyre og den resulterende katalysator anvendes i et fast sjikt i en dampfase-olefin-hydratiseringsprosess.
Bæreren er porøse glasskuler med høyt silisiumdioksydinnhold og er kjennetegnet ved følgende egenskaper: Partikkelstørrelse og form - partikler, fortrinnsvis kuleformet med Martin diametere- på 0,5~25,0 mm, fortrinnsvis 2,0-4,8 mm (Martin diameter er avstanden mellom motsatte sider av partiklen målt på tvers av partiklen og langs en linje som halverer projeksjonsarealet). (Martin et al, Trans. Ceram. Soc. (Eng.) 23, 61 (1924))
Varmestabil ved temperaturer opptil 1000°C. Kjemisk motstandsdyktig og mekanisk stabil overfor innvirkning av vandig H-^POjij ved konsentrasjoner opptil 70 vekt-% ved temperaturer opptil 270°C i opptil 1000 timer.
Den midlere trykkstyrken til glasskulene bestemmes på en "Chatillon Pellet Strength tester" som måler den minste kraft som skal til for å knuse en partikkel mellom parallelle plater.
Egnede' glasskuler er kommersielt tilgjengelige. Et eksempel er type "lC2"-porøse glasskuler. Slike mikroporøse katalysatorbærere av glass kan alternativt fremstilles ved ihjelp av kjente metoder, f.eks. slik som beskrevet i DOS 2.309-449. Porøst glass fremstilles ved varmebehandling av en glasstype til et punkt hvorved mikrofase-separering til en. silisiumdioksydrik mikrofase og en annen utlutbar mikrofase oppnås, fulgt av avkjøling og deretter utluting av den utlutbare fase slik 'at man står igjen med en porøs struktur bestående hovedsakelig av
silisiumdioksyd. Et slikt glass er alkali-borsilikatglass hvori
mikrofasene er en silisiumdioksydrik fase og en soda-bor-oksyd-rik fase. Den sistnevnte fase kan utlutes med en mineralsyre og dermed etterlate én porøs silisiumdioksydstruktur. Et eksempel på et slikt glass er usmeltet "'Vycor"-glass. Det utlutede porøse glass fra "Vycor" ("Vycor code 7930") har en kjemisk sammensetning av 96% silisiumdioksyd, 3% boroksyd og 0,5%■R20^+R02(hovedsakelig A120^ og Zn02) og spor av Na20 og As20^.
Fremgangsmåten til fremstilling av porøst glass- med høyt silisiumdioksydinnhold ble først rapportert av Nordberg, J. Am. Ceram. Soc 27, 299-305 (1944). Det er vist (Zhdanbv et al, CA. 58:8743) at porevolumene til de porøse glass avhenger av innholdet av alkalimetalloksyd i det innledende glass og også av det spesielle alkalimetall. Porestørrelsen, dvs. porediameterene, kan'reguleres innen noen Å ved hjelp av temperaturen og varigheten av en
preliminær varmebehandling. (Dobychin et al, C.A.. 60:14228 (1964)).
Glasskulene som anvendes som bærer i foreliggende oppfinnelse må ha høy porøsitet fordi de må inneholde en vensentlig mengde vandig H^PO^og-likevel ha en tørroverflate. Ingen av disse betingelser kan oppnås dersom glasset er ikke-porøst. Den vesentlige mengde av vandig fosforsyre for et gitt part ikkelvolum eller -størrelse er nødvendig for høy katalysatoraktivitet og den tørre tilstand er nødvendig for å unngå korrosjon av H-^PO^på reaktorveggene ved at katalysatoren ligger inntil disse vegger. Når porøse glasskuler med de ovennevnte egenskaper er ufullstendig mettet med et høyt konsentrasjonsnivå av H-^PO^, oppnås disse hensikter.
Man får et tap av fosforsyre fra katalysatoren under hydratiseringsreaksjonen på grunn av en mekanisme som ikke er kjent. En hypotese er at det finner sted en reaksjon mellom etylen og fosforsyre i porene slik at det dannes et flyktig, men termisk ustabilt etylfosfat. En del av dette materiale forflyktiges ut av porene før dekomponering til fosforsyre og etylen og før dets reaksjon med vann for dannelse av alkohol og fosforsyre. Således kan H^PO^ bringes ut av porene. Den samme reaksjon kan finne sted utenfor porene hvor den høye lineære gasshas.tighet gir adgang for en meget hurtigere bevegelse før dekomponering eller reaksjonen finner sted. Prosessen forløper inntil- syren passerer ut av reaktoren.
Glasskule-bæreren impregneres med fosforsyre og dette gir en olefin-hydratiseringskatalysator. Dette kan oppnås ved å fylle kulene i en beholder inneholdende vandig fosforsyre eller ved å fylle fosforsyre i en beholder inneholdende kulene, alt etter ønske. Beholderen som anvendes for å impregnere kulene kan hensiktsmessig være olefin-hydratiseringskatalysatoren. Tilstrekkelig syre anvendes til å dekke kulene, hvilke gis anledning til å gjennombløtes i syren i et tilstrekkelig tidsrom hvoretter syren får avdreneres. Gjennombløtingsprosessen kan gjentas en eller . flere ganger etter ønske. H-^PO^-oppløsningen kari alternativt sprøytes inn i glasskulen-e under anvendelse av en meget liten dråpestørrelse, 0,001-0,005 mm, inntil bæreren er mettet. Ved dette punkt er fosforsyreinnholdet, definert som vekten i gram av 100/2-H-^PO^i en cm katalysator, fastsatt. De impregnerte porøse,
glasskuler kan deretter tørkes på egnet måte, slik som med varm sirkulerende gass, f.eks. nitrogen eller etylen, ved en forhøyet temperatur slik at man oppnår den tørre katalysator.
H-jjPO^ som benyttes for impregnering av glasskulene anvendes som en vandig oppløsning hvori'ortofosforsyrekonsentra-sjonen er<*>i området 12-85%, og fortrinnsvis i området på ca. 50-60%. Impregneringstemper.aturen kan være i området 20-200°C, men er fortrinnsvis i område på ca. 25-50°C. Kulene får Vanligvis anledning til å gjennombløtes i syre i 15 minutter til 5 timer eller mer og fortrinnsvis i ca. 2 timer. Et lenger tidsrom kan benyttes, men er vanligvis unødvendig. Overskudd flytende syre får vanligvis anledning til å avdrenere.s i 0,5~2 timer. Det vandige oppløsning.smiddel for fosforsyren kan eventuelt inneholde etanol og/eller en liten prosentandel av et fuktemiddel slik som polyoksyetylen for å hjelpe fyllingen av porene i kulene med syre. ;Tørkingen av de impregnerte glasskuler kan oppnås på en hvilken som helst egnet måte, men bevirkes fortrinnsvis i det minste delvis under en strøm av en egnet gass slik som nitrogen eller etylen med varme tilført enten utvendig til reaktoren eller ved forvarming av gassen. Den sistnevnte metode foretrekkes. ;De impregnerte kuler kan f.eks. være lufttørket i 3~24 timer, fortrinnsvis 10-15 timer, og deretter ovnstørket i 1-4 timer, 'fortrinnsvis ca. 2 timer, ved en temperatur på 100-200°C, fortrinnsvis ca. 110°C.. ;Omfanget av tørkingen reguleres slik at det totale porevolum i kulene ikke okkuperes av H^PO^, dvs. bæreren .er ikke fullstendig-mettet. Volumet som opptas av syren er mindre enn 100% av det totale porevolum,-fortrinnsvis ca. 40-85%. Graden ;av umettethet vil naturligvis variere avhengig av konsentrasjons-graden av dén benyttede syre og også av styrken på den vandige H-^PO^-oppløsning som anvendes i impregneringen. Når f.feks. 55% syre benyttes er det foretrukket at ca. 70% av porevolumet, etter tørking, er fylt med H-^PO^. Siden bæreren ikke- er mettet befinner vesentlig all syre seg i porene og overflaten er dermed tørr og man unngår korrosjon av reaktorveggene. ;Katalysatoren ifølge oppfinnelsen anvendes for å hydratisere olefiner til alkoholer og etere. Katalysatoren kan benyttes i kjente prosesser og den er spesielt nyttig for omdannelse av monoolefiner med 2-10 karbonatomer, slik som etylen, propylen og butylen. Den er spesielt nyttig ved etylenhydratisering til etanol og dietyleter. Hydrat iseringsreaksjonen omfatter vanligvis føring av en gassformig blanding av olefin og vann i kontinuerlig kontakt med katalysatoren ved forhøyede temperaturer og trykk. Denne prosess er i seg selv velkjent og behøver ikke beskrives nærmere i detalj her. ;I den foretrukne kontinuerlige dampfasehydratiserings-prosess anvendes en reaksjonstemperatur på 235-350°C, fortrinnsvis ;245-300°C, ■ et trykk på 35-105 kg/cm<2>', fortrinnsvis 63-87,5 kg/cm<2>manometertrykk, et molforhold mellom vann og etylen på. 0,4-2,0, fortrinnsvis 0,5_0,8, og en damphastighet på 5-100, fortrinnsvis 15-35 liter/min./liter katalysator under standardbetingelser som er 1 atmosfæres trykk og oa. 25°C. Ortofosforsyreoppløsning tilsettes til reaktoren for å erstatte det som går tapt fra reaktoren. Katalysatoren ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved ;en midlere trykkstyrke (50 partikler) på over 4,5 kg, et fosforsyreinnhold på 0,030-1,01, fortrinnsvis 0,048-0,48 og helst 0,16-0,48 g/cm ■ x katalysator, og et høyt aktivitetsnivå med hensyn til olefin-hydratisering til alkoholer og etere. Selv om katalysatoren primært er egnet for drift i fast sjikt, kan den også benyttes i en prosess med beveget sjikt. ;I det ovenstående er teorien bak oppfinnelsen omtalt,;men oppfinnelsen skal naturligvis ikke begrenses av denne, teori. Følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen ytterligere. Med mindre' annet er angitt er alle delangivelser.og prosentangivelser basert på vekt. ;Eksempel I;228,6 g (375 ml) porøse glasskuler med høyt silisiumdioksydinnhold (type "1C2"; Pittsburgh Plate Glass Company) med følgende egenskaper. ; ;
ble neddykket i 55% vandig H-^PO^i 2 timer ved omgivelsestempera-tur (23°C), og deretter drenert og tørket i 3 timer ved 105°C. Den midlere trykkstyrke for'den resulterende katalysator ;(basert på 50' partikler) var 6,3 kg med 0% med- en trykkstyrke 0,90 kg, et fritt fosforsyreinnhold på 27,93% med. tilsvarende innhold av 0,282 g H^PO^ per cm^ katalysator. ;300 ml (302,9 g) av denne katalysator ble fylt i en reaktor med en lengde på 35 cm og en indre diameter på 4,03 cm, ;hvilken reaktor var forsynt med en stålkappe. Etter påfylling av katalysatoren og lukking av reaktoren, ble varm olje ved 264°C sirkulert gjennom kappen for å oppvarme katalysatoren. Da temperaturen i sjiktet var nådd 236°C, ble en dampblandning av etylen og vann i et molforhold mellom vann og etylen på 0,558 ført nedover gjennom sjiktet ved en damphastighet på 30,14 standard (25°C,' 1 atmosfæres trykk) liter pr. minutt pr. liter katalysator og ved et trykk på 70 kg/cm 2manometertrykk. ' Reagert avløpsgass ble ført gjennom en pneumatisk operert ventil som regulerte reaksjonstrykket og gjennom hvilken avløpsgasstrykk ble redusert til atmosfæretrykk. ;Ettersom reaksjonen forløp ble det oppnådd en stabil tilstand hvorved sjikttemperaturene nær toppen og bunnen av sjiktet var 265 og 271°, respektivt, og trykket var 70 kg/cm<2.>For å måle katalysatorakviviteten under stabile tilstandsbetingelser, ble ;-avløpsgassen avledet og ført gjennom en spesiell passasje i,nøyaktig 1 time for oppsamling av data. Avløpsgassen ble avkjølt i en kondenser under anvendelse av vann ved 20°C som kjølemiddel og en flytende fase kondenserte og denne fasen inneholdt hovedmassen av syntetisert alkohol sammen-med vann. Ikke-kondensert gass ble deretter ført gjennom: et vasketårn hvori* flytende metanol rant nedover kolonnen i motstrøm til gasstrømmen for å vaske ut etanol og eter. Disse komponenter ble målt i metanolvas:keoppløsningen
ved hjelp av gass-væskekromatografi og ble også gjenvunnet ved destillasjon. Etylenvolumet i avløpet ble målt. Etanol- og eterinnholdet i den kondenserte vandige fase ble også målt ved gass-væskekromatografi og deretter gjenvunnet ved destillasjon. Resultatene etter 35 timer var som følger: Utbytte av alkohol
og eter var 0,17 og 0,03 liter (ved 20°C) pr. liter katalysator pr. time, respektivt. Omdannelsene av etylen til etanol og eter var 5,83% og 1,31%, respektivt.
Eksempel 2
228 g (275 ml) av porøse glasskuler med høyt silisiumdioksydinnhold (type "lC-1", Pittsburgh Plate.Glass'Company) og
med følgende egenskaper:
ble neddykket i 55% vandig fosforsyre i 3a5timer-ved omgivelses-temperatur (23°C), avdrenert i 2 timer og deretter tørket i 17 timer ved 105°C hvilket ga en sluttvekt på 362,2 g,- Analyse viste at den resulterende katalysator inneholdt 34,90% fri H^PO^og at den midlere trykkstyrke var 13,55 kg. Syreinnhold.et tilsvarer en syremengde på .0,34 g H^PO^pr. cm . katalysator.
300 ml (292,9 g) av katalysatoren ble .tilført til reaktoren som beskrevet i. eksempel 1, og ble benyttet som beskrevet i .nevnte eksempel for å hydratisere etylen kontinuerlig til etanol i dampfase under følgende betingelser: trykk 70 kg/cm 2, molforhold mellom vann. og etylen 0,55,.damphastighet for reaktanter
29,22 liter/min./liter katalysator under standardbetingelser., og innløps- og utløpsgass-temperaturer på 262 og 264°C, respektivt. Sjikttemperaturen. ved toppen og bunnen av sjiktet var 265 og 278°C,
respektivt. Resultatene fra hydratiseringen etter 2\ time var utbytter av alkohol og eter på 0,165 og 0,05 liter (ved -20°C) pr. liter katalysator pr. time ved omdannelser av etylen til alkohol og til eter på 5,89$ og 2,03%, respektivt.
Eksempel 3
En isolert trykkreaktor for forsøk i stor målestokk fylles med porøse glasskuler med høyt silisiumdioksydinnhold og med egenskaper som beskrevet i eksempel 1.
55% vandig H^PO^pumpes inn i reaktoren inntil de porøse glasskulene er fullstendig neddykket. Etter et.opphold i syren på 2 timer avdreneres syren. Katalysatoren har en trykkstyrke, våt eller tørr, over 4,5 kg. Katalysatoren tørkes ved føring av tørr etylen ved 110°C gjennom sjiktet. Den forbedrede katalysator fremstilt in situ på denne måte anvendes ved kontinuerlig dampfase-hydratisering av olefin til tilsvarende alkoholer og etere som, følger: Forvarmet (til ca. 260°C) etylen og vanndamp (i et molforhold mellom vann og etylen på ca. 0,6) og,, senere, resirku-lerte gasser, komprimeres til ca. 63 kg/cm abs. og føres deretter'kontinuerlig ned gjennom katalysatorsj-iktet i en damphastighet
nær 30 liter/min./liter, (ved standard betingelse) katalysator, hvilket bevirker at sjiktet.oppvarmes til reaksjonstemperatur og til slutt på grunn av reaksjonsvarmen til en endelig temperatur
' ved stabil tilstand. Den gassformige avløpsreaksjonsblanding av-kjøles under trykk og den resulterende flytende blanding separeres i en høytrykksseparator. Dampstrømmen fra separatoren føres til en alkoholvasker hvor alkohol utvaskes med vann og den vaskede gass føres til en resirkulerings-kompressor og deretter'(etter rensing av en liten strøm) returneres til reaktoren. Vaske-oppløsningen kombineres med den flytende fasen fra. høytrykks-separatoren og føres inn i.i en eter-strippingskplonne hvor eter og andre lette komponenter fjernes, sendes til en avgasskdmpressor, deretter til resirkuleringskompressoren og til slutt resirkulert til reaktoren.
Den fortynnede alkoholoppløsning fra bunnen av eter-■stripperen konsentreres i en pre-rektifiseringskolonne, hydrogeneres deretter katalytisk for å omdanne biprodukt-karbonylgrupper til alkoholgrupper og for å mette biprodukt-umettede forbindelser (f.eks. omdanne akrolein til n-butandl) for lett . fjerning via destillasjon., Bunnproduktet fra pre-rektiviseringskolonnen resirkuleres til alkoholvaske-kolonnen fordi dette produkt i det vesentlige utgjøres av vann. Etter hydrogenering renses alkoholen
.videre, ved ekstraktiv destillasjon og rektifisering for kontinuerlig avgivelse av et meget rent alkoholprodukt. 55% vandig H^PO^-oppløsning tilsettes til sjiktet ved toppen for å erstatte syre
som er gått tapt fra sjiktet.
Eksempel 4
Katalysator fremstilles fra 228 g (375 ml) porøse glasskuler med høyt silisiumdioksydinnhold og av typen "1C-2" som i eksempel 1. En 300 ml (303 g) tilførsel av katalysatoren anbringes i reaktoren som beskrevet .i eksempel 1 og anvendes for kontinuerlig katalytisk hydratisering i fast sjikt og dampfase av propylen med vann til isopropanol og isopropyleter under anvendelse av en modifikasjon av den metode som er beskrevet i eksempel 1.
Etter anbringelse av katalysatoren og lukking av reaktoren, sirkuleres varm olje ved 202°C gjennom reaktorkappen for å oppvarme katalysatoren.' Når temperaturen i sjiktet når 200°C, føres en dampformig blanding av propylen og vann i ,et molrforhold mellom vann og propylen på 0,57 ned gjennom sjiktet med en damphastighet på 4l liter/min./liter (ved standardbetingelse) katalysator, ved et trykk på 30,8 kg/cm manometertrykk. Reagert avløpsgass føres gjennom en pneumatisk drevet ventil som regulerer reaksjonstrykket og gjennom hvilken avløpsgass-trykket reduseres til atmosfæretrykk.
Ettersom reaksjonen forløper oppnås en stabil tilstand hvorved sjikttemperaturen nær toppen og bunnen av sjiktet er 200 og 211°C, respektivt og trykket er 30,8 kg/cm<2>. For å måle katalysatoraktivitet ved stabil tilstand, avledes avløpsgass gjennom en spesiell passasje i nøyaktig 1 time for oppsamling av data. Avløpsgassen avkjøles i en kondenser under anvendelse av vann ved 20°C som kjølemiddel og en flytende fase kondenseres, hvilken fase består'av hovedmengden av syntetisert alkohol sammen med vann. Tkke-kondensert gass føres deretter gjennom et vaske-- tårn hvori flytende metanol renner nedover gjennom kolonnen i motstrøm til gasstrømmen for å vaske ut isopropanol og isopropyleter. Disse'.(.komponenter måles i metanolvaskematerialet, ved hjelp av gass-væskekromatografi•og blir gjenvunnet ved destillasjon. Propylenvolumet i avløpet måles. Isopropanol- og isopropyleter-innholdet i den kondenserte vandige fase måles også ved gass-væskekromatografi og'gjenvinnes deretter ved destillasjon. Resultatene etter ca. 3 timer er som følger: Utbytte av isopropanol er 0,31 liter (ved 20°C)/liter/time. Omdannelsene av propylen til isopropanol og isopropyleter er 6,03% og 0,015%, respektivt. Omdannelsen til aceton er 0,011%.
Claims (10)
1. Olefin-hydratiseringskatalysator, karakteri--. sert ved at den omfatter fosforsyreimpregnerte porøse glasskuler med høyt silisiumdioksydinnhold, hvilke kuler, før impregnering, har egenskaper av partikler med en Martin-diameter på 0,5-25 mm, eh porevolum på 0,4-1,0 cm^/g, en midlere porediameter på 30-1000 Å, en volumtetthet på-0,5-0,8. g/cm^, en midlere trykkstyrke (50 partikler) på over 4,5 kg, en utvidelseskoeffisient (0-3 00 <Q> C) på 0,5-0,8 x 10~ <6> , et overflateareal på 50-300 m <2> /g og et silisiumdioksydinnhold på over 95%, idet H-^ PO^ -mengden i katalysatoren er 0,03-l,01 gram syre/liter' katalysator og idet volumet som opptas av fosforsyre som vandig oppløsning er mindre enn 100% av en kules porevolum, og ved at katalysatoren har en vesentlig fosforsyrefri overflate.
2. Katalysator ifølge krav 1, karakterisert ved at Martin-diameteren på en kule er 2,0-4,8 mm.
3. Katalysator ifølge krav 1 eller 2, karakt er'i - sert ved at H^PO^-mengden er 0,048-0,48 gram syre/cm- <5> katalysator.
4. ' Katalysator ifølge krav 3, karakterisert ved at H^ PO^ -mengden er 0,16-0,48 gram syre/cm^ katalysator.
5. Katalysator ifølge krav 1-4, karakterisert ved at fosforsyren opptar ca. 40-85% av porevolumet i en glasskule.
6. Fremgangsmåte til fremstilling av en olefin-hydratiseringskatalysator omfattende fosforsyreimpregnerte porøse glasskuler med høyt silisiumdioksydinnhold,, karakterisert ved
impregnering av glass»partikler med en Martin-diameter på 0,5-25 mm, et porevolum på 0,4-1,0 cm^/g, en midlere porediameter på 30-1000,Å, ■ en volumtetthet på 0,5-0,8 g/cm-', en midlere trykkstyrke (50 partikler) på over 4,5 kg,.en ekspansjonskoeffisient (0-300°C) p, 0,5-0,8 x 10 , et overflateareal på' 50-300 m /g og et .silisiumdioksydinnhold på over 95%, med en vandig 12-85% fosforsyreoppløsning, og at de således impregnerte kuler deretter tørkes slik.at syren opptar mindre enn 100% av det totale porevolum i en kule.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at tørkingen reguleres slik at syren opptar ca. 40-85% av det totale porevolum i en kule.
8. Fremgangsmåte ifølge krav . 6 eller 7, karakterisert ved at den vandige fosforsyreoppløsning er en 20-70% oppløsning.
9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at konsentrasjonen er ca.55%-
10. Fremgangsmåte for hydratisering av en olefin til tilsvarende alkohol ved føring av en gassformig blanding av olefin og vann i kontakt med en katalysator, karakterisert ved at man anvender katalysatoren ifølge hvilke som helst av kravene 1-5-
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US43316874A | 1974-01-14 | 1974-01-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO744038L true NO744038L (no) | 1975-08-11 |
Family
ID=23719092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO744038A NO744038L (no) | 1974-01-14 | 1974-11-08 |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS50103493A (no) |
| AT (1) | AT339869B (no) |
| AU (1) | AU7521474A (no) |
| BE (1) | BE823738A (no) |
| BR (1) | BR7409915A (no) |
| DE (1) | DE2459103A1 (no) |
| ES (1) | ES432829A1 (no) |
| FI (1) | FI343974A7 (no) |
| FR (1) | FR2257556B1 (no) |
| GB (1) | GB1476534A (no) |
| IT (1) | IT1030972B (no) |
| NL (1) | NL7415195A (no) |
| NO (1) | NO744038L (no) |
| SE (1) | SE7413470L (no) |
| ZA (1) | ZA746798B (no) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2658946C2 (de) * | 1976-12-24 | 1984-06-07 | Chemische Werke Hüls AG, 4370 Marl | Verfahren zur Herstellung von Alkoholen mit 2-3 C-Atomen |
| DE2731742A1 (de) * | 1977-07-14 | 1979-02-15 | Erdoelchemie Gmbh | Verfahren zur herstellung von aethanol |
| GB9214688D0 (en) * | 1992-07-10 | 1992-08-19 | Bp Chem Int Ltd | Olfin hydration catalysts |
| GB9419387D0 (en) | 1994-09-26 | 1994-11-09 | Bp Chem Int Ltd | Olefin hydration process |
| GB9423646D0 (en) | 1994-11-23 | 1995-01-11 | Bp Chem Int Ltd | Olefin hydration process |
-
1974
- 1974-10-25 SE SE7413470A patent/SE7413470L/xx unknown
- 1974-10-28 ZA ZA00746798A patent/ZA746798B/xx unknown
- 1974-11-08 NO NO744038A patent/NO744038L/no unknown
- 1974-11-11 AU AU75214/74A patent/AU7521474A/en not_active Expired
- 1974-11-21 NL NL7415195A patent/NL7415195A/xx unknown
- 1974-11-26 AT AT945774A patent/AT339869B/de not_active IP Right Cessation
- 1974-11-27 BR BR9915/74A patent/BR7409915A/pt unknown
- 1974-11-27 FI FI3439/74A patent/FI343974A7/fi unknown
- 1974-11-28 JP JP49135974A patent/JPS50103493A/ja active Pending
- 1974-12-12 ES ES432829A patent/ES432829A1/es not_active Expired
- 1974-12-13 DE DE19742459103 patent/DE2459103A1/de not_active Withdrawn
- 1974-12-19 FR FR7441987A patent/FR2257556B1/fr not_active Expired
- 1974-12-20 BE BE151842A patent/BE823738A/xx unknown
-
1975
- 1975-01-13 IT IT19207/75A patent/IT1030972B/it active
- 1975-01-14 GB GB157275A patent/GB1476534A/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU7521474A (en) | 1976-05-13 |
| DE2459103A1 (de) | 1975-07-17 |
| NL7415195A (nl) | 1975-07-16 |
| FI343974A7 (no) | 1975-07-15 |
| ES432829A1 (es) | 1977-02-16 |
| ATA945774A (de) | 1977-03-15 |
| ZA746798B (en) | 1975-11-26 |
| SE7413470L (no) | 1975-07-15 |
| FR2257556B1 (no) | 1980-04-04 |
| BE823738A (fr) | 1975-06-20 |
| BR7409915A (pt) | 1976-05-25 |
| AT339869B (de) | 1977-11-10 |
| IT1030972B (it) | 1979-04-10 |
| JPS50103493A (no) | 1975-08-15 |
| FR2257556A1 (no) | 1975-08-08 |
| GB1476534A (en) | 1977-06-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100192527B1 (ko) | 수소가 풍부한 기체의 제조방법 | |
| EP0111238B1 (en) | Catalytic hydrogenation of di(4-aminophenyl)methane | |
| US20060135823A1 (en) | Process for preparing dimethylether from methanol | |
| EP0018032B1 (en) | A process for the preparation of a hydrocarbon mixture, and hydrocarbon mixtures so prepared | |
| US4308409A (en) | Preparation of propylene glycol from propylene | |
| JPH0131506B2 (no) | ||
| RU2296740C2 (ru) | Способ получения изопропанола, способ получения фенола и изопропанола, содержащего продукты гидрирования бензола, и способ гидрирования исходного ацетона, загрязненного бензолом | |
| WO2022022300A1 (zh) | 化妆品用原料苯氧乙醇的制备工艺 | |
| CA2100102C (en) | Olefin hydration process | |
| CN114805288B (zh) | 一种制备2,4-丁烷磺酸内酯的方法 | |
| KR20230133378A (ko) | 프로필렌의 제조 방법 | |
| CA1152973A (en) | Process for improving the activity of supported silver catalysts | |
| US6124480A (en) | Process for preparing trioxane | |
| US6072090A (en) | Olefin hydration process | |
| CA1072563A (en) | Process for the production of 3-methyl pyridine | |
| US3956318A (en) | Hydrogenation of epoxides | |
| EA000698B1 (ru) | Способ получения n-метил-2-(3,4-диметоксифенил)этиламина | |
| US2489316A (en) | Manufacture of sulfonic anhydrides | |
| NO783794L (no) | Stabilisator med bevegelig masse for flytende fartoey | |
| JPS60149535A (ja) | アルコ−ルの連続製造法 | |
| US4255596A (en) | Preparation of ethylene glycol from ethylene | |
| US3485875A (en) | Production of primary amines | |
| JPS5955837A (ja) | 第3級オレフインの製造方法 | |
| US2406674A (en) | Manufacture of vinyl n-butyl ether | |
| JPH0417166B2 (no) |