157942. lajstromszámú szabadalom • Katalizátor paraffinszénhidrogének dehidrogénezésére

157942 5 6 Az előnyös dehidrogenezo katalizátor hordozója egy nem savas és különösen halogénmentes alumíniumoxid. Megyjegyezzük, hogy az alumíniumoxidot bizonyos körülmények között savas jellegűnek tekinthetjük; például erős bázisokkal reagál.. Azonban a „nem savas" kifejezéssel eleve ki kívánjuk zárni a halogén összetevők és ama szervetlen oxidok használatát, amelyek a Krakkoló reakciókat előmozdító anyagra jellemző savas funkcióval rendelkeznek. Ez az alumíniumoxid egyesítve van egy 8. csoportbeli nemesfém összetevővel, égy alkálifém összetevővel és egy katalitikus lassítóval. Egyes esetekben a katalizátor alkálifémet tartalmaz, nevezetesen kalciumot, magnéziumot és/vagy stronciumot, bár előnyösebbek az alkálifémek, a cézium, rubidium, kálium, nátrium és különösen a litium. A 8. csoportbeli nemesfém: palládium, irídium, ruténium, ródium, ozmium és elsősorban a platina a készítményben elemi alakban, kémiai vegyületként vagy a többi katalizátor összetevővel fizikai kapcsolatban lehet jelen. Minden esetre a 8. csoportbeli fém előnyösen kb 0,05 — kb. 5,0%nyi mennyiségben .van, az elemi fém alapján számítva. Az alkálifémeket általában 5,0 súly%ot meg nem haladó arányban használjuk; a helyes egyensúly megvalósítására a mellékreakciók elhárítása és a kívánt mértékű stabilitás biztosítása között, az alkálifémeket lényegesen kisebb koncentrációban alkalmazzuk, mint a 8. csoportbeli fémet. Ezért ezek koncentrációja előnyösen kb. 0,01 — kb. 1,5 súly% elemi állapotban számítva. Célszerű alumíniumoxidot alkalmazni hordozó-alkotórészként a hidrokrakkoló reakciót elősegítő savas összetevő hozzáadása nélkül. A találmány szerinti katalizátor előállítása során először az alumíniumoxid hordozó-alkotórészt készítjük el, és formáljuk a kívánt méretre és alakra. Az alkálifémet vagy az alkáliföldfémet vizes oldatban adjuk hozzá, s így klorid, szulfát, nitrát vagy acetát, mint például litiumnitrát alakjában lehet. Hasonlóképpen a platina is bármely alkalmas vegyülete alakjában alkalmazható, egyik különösen célszerű módszer egy vízben oldható platinavegyület, mint például hidrogénkloroplatinát impregnáló oldatának használata. Az impregnált hordozót ezután megszárítjuk 38 és 150 C° között, majd kalcináljuk 425 és kb. 595 C° között. A találmány lényeges jellegzetessége a negyedik katalizátor komponens egyidejű alkalmazása a platinával és célszerűen liitiumozött alumíniumoxiddal. Mint már kifejtettük, ez a negyedik összetevő arzén, antimon, bizmut vagy ezek vegyülete. Ezek íközül arzén látszik jobb eredményeiket adni a legtöbb esetben, és szokatlanul nagy . az affinitása platinához, úgyhogy a katalizátorkészítméinyben marad hosszú ideig a betáplált paraffinszénhidrogén kezelése közben. Másrészt a bizmut viszonylag legkevésbé hajtásos, mert leghajlamosabb eltávozni a készítményből: annak használata közben. Bár a tapasztalatok azt mutatják, hogy egyszerű, hordozóra felvitt platinatartalmú katalizátorok nagyon hatásosak paraffinszénhidrogének dehidrogénezésének előmozdításában, vannak további, kifogásolható tulajdonságaik, amelyek a platina más típusú reakciókat elősegítő általános hatásosságából erednek. Az alkálifémösszetevő hatásosan gátolja a krakkoló reakciók jelentős részét, minthogy közömbösíti a platina velejáró savfunkciójának legalább egy részét. Azonban még mindig visszamarad elég krakkoló hatás, úgyhogy nincs lehetőség magasabb hőmérsékletek alkalmazására az átalakulás fokozása érdekében. Azonkívül még mindig fennáll a platina velejáró képessége nem kívánatos izomerizáló reakciók előmozdítására. Ezt a nehézséget még fokozza az a tény, hogy amikor magasabb hőmérsékleteket lehetne alkalmazni az átalakulás fokozására a krakkolás számbajövő fokozása nélkül, ezzel egyidejűleg fokozódik az izomerizáció elősegítésének hajlama. Másszóval, bár lítiumnak a krakkoló hatás gátlására való alkalmazása lehetővé tenné magasabb hőmérséklet használatát a paraffinszénhidrogén átalakulásának fokozására, a végeredmény gazdaságosság szempontjából nem előnyös, mert fokozódik az izomerizációra való hajlam, és ezáltal csökken az olefinné való átalakulás hatásfoka. A katalitikus lassító, arzén, antimon vagy bizmut, fő feladata tulajdonképpen kétrétű, bár a cél azonos. Nevezetesen a katalitikus lassítóval mérgezni kívánjuk a platina összetevőt x>lyan mértékben, hogy a még megmaradt krakkoló hatása gyakorlatilag teljesen megszűnjék, és az izomerizációs reakciókat elősegítő hajlama is lényegesen kiküszöbölődjék. Ezeknek a lassítóknak egyedülálló tulajdonsága abban rejlik, hogy nem érintik a platina-összetevő dehidrogenezo képességét. Amint alább az egyik példában bemutatjuk, a lassító ilyen hatása nagyon szelektív. A lassító nem járul hozzá a dehidrogénezés elősegítéséhez, hanem hatása két olyan mellékreakció mérgezésére irányul, amelyeket a platina-összetevő egyébként elő képes segíteni. Amikor két katalizátort készítettünk, az egyiket arzénnel lassítóként, a másikat fele annyi platinával és lassító nélkül, az átalakulás a második katalizátor esetében jobban csökkent mint a krakkolódás, ellenben a lassított katalizátor gátolta a krakkolást az átalakulás csökkentése nélkül. Sőt a paraffinszénhidrogén izomerizálódása tekintetében is csökkenést észleltünk. A lassított katalizátornak egy másik előnye a nem-kívánatos diolefinek termelésének csökkenésében rejlik. A lassító alkalmazása módosítja a két dehidrogenezo lépés viszonyát, amennyiben a monoolefinre vezető elsődleges folyamatot ,nem befolyásolja, ellenben á. másodlagos folyamat, amelynek az eredménye a diolefin, intenzitásában csökken. Ezenkívül elnyomja a monoolefinek polimerizálódásra való hajlamosságát, 10 15 20 25 S0 35 40 45 50 55 «50 3