184224. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szénhidrogének átalakítására
1 184 224 2 egyensúlyi elegy visszamaradó komponenseit visszavezetik az izomerizáló eljárásba. Az előnyös megvalósítási mód szerint a reakciózónában az aromás szénhidrogének izomerizálására hatékony feltételek uralkodnak. A katalizátor jelenlétén kívül ezek a feltételek 0—600 °C-ig terjedő, előnyösen 320—450 °C közötti hőmérsékletet és 1,0—100 bar nyomást jelentenek. Előnyösebb a 7-28 bar közötti nyomás és az olyan, egyetlen nyugvóágyas reaktor, amelyen a gőzfázisú reagensek lefelé áramolnak. A hidrogén cirkulációs sebessége elegendő kell legyen ahhoz, hogy a reaktorban 1:1- 20:1 hidrogén-szénhidrogén mólarány legyen tartható. Még előnyösebb azt az arányt 1,5:1—5:1 értékek között tartani. A reaktorba töltött katalizátor súlyszerinti óránkénti térsebessége (a reaktoron 1 óra alatt egységnyi súlyú katalizátoron átvezetett szénhidrogének súlya) 0,5—10, előnyösen 1—5 között legyen. Az alkalmazott pontos körülmények rendszerint változnak a katalizátor korától függően, és megválasztásukat meghatározza a katalizátor aktivitása és hatásuk a szelektivitásra, átalakulásra és végleges hozamra az izomerizációs zónában. Az aromás szénhidrogének izomerizálásában központi jelentőségű a nagyhatású izomerizáló katalizátor. A szakmában járatosak számos különböző katalizátort ismernek, és jó hatásfokú típusok szerezhetők be a kereskedelemben. A katalizátor általában szervetlen oxid hordozóból, így olyan alumínium-oxidból, szilícium-oxid és alumínium-oxid keverékéből, faujasitból és mordenitből áll, amely kémiai kötésben vagy impregnálással felvíve fém-komponenst tartalmaz. Előnyös az olyan alumíniumoxid alapú katalizátor, amely a VIII. csoportbeli fémekből 0,05-5,0 s%-ot és halogénből 0,3—5,0 s%-ot tartalmaz. Különösen előnyös a 0,5—2,5 s% fluor és a körülbelül 0,1—1,5 s% klórt és 0,1-1,5 s% platinát vagy palládiumot tartalmazó összetétel. Az előbbi halogénkoncentrációk oly módon tarthatók fenn, hogy az izomerizáló zónába lépő anyagba szén-tetrakloridot injektálunk. A katalizátorkompozíciók a fentieken kívül a teljesítőképesség fokozására 0,1-1,0 s%-ként is tartalmazhatnak. A katalizátor összetételére vonatkozó valamennyi adat elemekre számítva szerepel. Más olyan katalizátorok, amelyek az izomerizáláshoz használhatók, a 3 464 929, a 3 409 685 és a 3 409 686 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásokban vannak ismertetve. Az ezekben a szabadalmi leírásokban megadott katalizátorok 20 s%-nál nem több, finoman elosztott mordenitet tartalmazó alumínium-oxid alapanyagból állnak, fémkomponensként a nikkel, platina és palládium közül legalább az egyiket tartalmazzák, és körülbelül 0,001—2,0 s%-ként és 0,2-3,0 s% klórt vagy fluort. A fenti szabadalmakban ismertetett másik katalizátor 20 s%-nál nem több, finoman eloszlatott mordenitet tartalmaz alumínium-oxid alapanyagban, továbbá 0,05—5,0 s% platinát vagy előnyösebben palládiumot és 0,2—3,0 s% klórt vagy fluort. Ezenkívül más összetételű katalizátorok is felhasználhatók a reakciózónában. A találmány előnyös megvalósítása lehet aromás izomerizáló eljárás azzal jellemezve, hogy 7—9 szénatomos aromás szénhidrogénekből és hidrogénből álló nyersanyagot vezetünk a közvetett hőcserélő zónába, és megvalósítjuk a nyersanyag folyadékfázisú részének elgőzölögtetését és a nyersanyag felhevítését a reakciózónába vezetésre alkalmas hőmérsékletre; átvezetjük a nyersanyagot katalitikus aromás szénhidrogén reagáltató zónán, amelyet az aromás szénhidrogén izomerizálására kedvező feltételeken tartunk, és ennek következtében reakciótermék képződik; az így képződött terméket magasabb hőmérsékletre hevítjük oly módon, hogy fűtött hevítőzónán vezetjük keresztül, és az így felhevített reakciózónából kilépő valamennyi anyagot lehűtjük közvetett hőcserélő zónában, a hőcserét a nyersanyagárammal szemben hajtva végre. A találmány egy másik megvalósítási módja szerint a reakciózónában 4—7 szénatomos normál paraffinokat izomerizálunk. Ilyen eljárásokat a 2 938 936, a 3 112 351, a 3 128 319, a 3 131 235, a 3 283 301 és a 3 755 144 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások ismertetnek. Ezek az eljárások többféle célból is végezhetők, így például a paraffinok jobb motorhajtó komponenssé alakítása céljából vagy alkiláláshoz felhasználandó izoparaffmok előállítására. Az előnyös paraffin izomerizáló katalizátor olyan alumínium-oxidból és platinából álló kompozíció, amelynek felületén kalcinálás után alumínium-kloriddal vagy Friedel-Crafts típusú halogeniddel reagáltatott kémiai kötésben levő hidroxil-csoportok találhatók. Ilyen katalizátorok például a 2 999 074 és a 3 649 704 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásokban vannak ismertetve. Az alumínium-oxid/platin kompozíció bármilyen alkalmas módszerrel, együttlecsapással vagy impregnálással készíthető, amelyet enyhe feltételek között, 350-700 °C-on, előnyösen 500-600 °C-on oly módon végrehajtott enyhe kalcinálás követ, hogy az adszorbeált víz eltávozzék, és a katalizátorfelületen a halogenides reakciót megelőzően a hidroxilcsoportok megmaradjanak. Az izomerizáló katalizátor egyéb fémeket, germániumot vagy réniumot is tartalmazhat a platinán kívül. Az alkalmas izomerizáló katalizátor általában tűzálló szervetlen oxidokból és platinacsoportbeli fémből áll. A szilárd tűzálló oxid lehet szilícium-oxid, alumíniumoxid, titán-dioxid, króm-oxid vagy ezeknek az oxidoknak a keveréke; különböző tisztaságú, különféle, a természetben előforduló oxidok, mint a bauxit vagy a bentonit; vagy kovaföld, mint a szilikagél. A fenti oxidok közül az alumínium-oxid az előnyös, és különösen előnyös a szintetikusan előállított, lényegében vízmentes, nagy tisztaságú gamma-alumínium-oxid. Platinacsoportbeli fémen nemesfém értendő a platinából, palládiumból, germániumból, ruténiumból, rádiumból, ozmiumból és irídiumból álló csoportból választva. Ezek a fémek a katalizátorokban nem egyenlő mértékben aktívak, a platina és a palládium előnyösebb. A legújabb tapasztalatok szerint egyes más fémek, különösen a rénium és germánium előnyös hatásúak, és növelik vagy hosszabbítják a katalizátor aktivitását. A fenti katalizátorokban általában a szakmai gyakorlat szerint kötött halogénnek nevezett halogéntartalom is van, előnyösen fluor vagy klór, különösen előnyösen klór, a száraz hordozóra számított 0,01—5,0 s%-os mennyiségben. Az izomerizálás során a reakciózóna előnyös működéséhez szükséges feltételek a zónába táplált nyersanyagtól és a katalizátortól függenek. A C5 és C6 normál paraffinok izomerizálásának egyedi esetében a reakciózónába vezetés hőmérséklete 120—204 °C, előnyösebben 148- 259 °C-ig terjed. Az izomerizálási reakció exoterm, és az 1—15,5 °C-ig terjedő hőmérsékletemelkedés az átalakulás mértékétől és a nyersanyagban jelenlevő benzol mennyiségétől függ. A benzol, amely a nyersanyag rossz 5 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
