199449. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alkil-tiofének izomerizálására
HU 199449 B lyekben alumínium- vagy szilíciumatomokat más rácsatomok, például bőr-,, vas-, gallium-, germánium-, titán- vagy cirkónium-atomok helyettesítenek. A találmány szerinti eljárásban alkalmazható zeolit-katalizátorok általában a katalitikus aktivitású zeolit-komponensből és kötőanyagból állnak. Ez utóbbi azért szükséges, hogy a zeolitot a találmány szerinti eljárás szempontjából célszerű külalakban hozhassuk. Kötőanyagként elsősorban az alumínium oxidjai vagy hidroxidjai, a szilícium oxidjai vagy hidroxidjai, továbbá rétegszilikátok, például a kaolin- vagy montmorillonit-családba tartozó szilikátok alkalmasak. A fenti módon előállított zeolit-katalizátort a találmány szerinti izomerizálási reakcióhoz való felhasználás előtt rendszerint 300°C és 700°C közötti hőmérsékleten történő kalcinálás útján aktiváljuk. A katalizátor jobb stabilizálása érdekében olykor előnyös lehet a kalcinálás vízgőz-ammónia vagy ezek elegye jelenlétében való lefolyatása. Ha a találmány szerinti eljárás során gázfázisban dolgozunk, akkor az eljárás egyik előnyös és egyszerű kiviteli módja abból áll, hogy az alkil-tiofént, illetőleg alkil-tiofének elegyét egy adagolóberendezésből először egy elpárologtató zónába vezetjük és az ott keletkezett gázt vezetjük azután a katalizátorral töltött és kívülről fűtött reaktorcsövön keresztül. Az izomerizálás folyékony fázisban történő kivitelezése esetén az alkil-tiofént, illetőleg alkil-tiofének elegyét, adott esetben hígítva, először felmelegítjük, majd folyékony állapotban vezetjük a katalizátorral töltött reaktorcsövön keresztül. Az elpárologtató, illetőleg melegítő zónában a kiindulási anyagot adott esetben még hidrogénnel, nitrogénnel és/vagy más vivőgázzal keverjük össze; különösen hidrogén alkalmas erre a célra. Ennek során előnyösnek bizonyult, hogy ezeket a gázokat az izomerizálandó kiindulási anyaghoz való keverés előtt szintén a reakcióhőmérsékletre melegítsük. A zeolit-katalizátornak LHSV (Liquid Hourly Space Velocity, h“1) egységekben kifejezett terhelése általában 0,05 h-^ és 10 h_l, előnyösen 0,1 h~‘ és 5 h-1 között lehet. A találmány szerinti izomerizálási reakciót általában 150°C és 550°C közötti, előnyösen 200—450°C hőmérsékleten és (0,1 — 10) • 105 Pa nyomáson, előnyösen légköri nyomáson folytatjuk le. A reakcióterméket a reaktor elhagyása után lehűtjük a kondenzálható részek elkülönítése céljából. A találmány szerinti izomerizálási eljárásban. azonban nincs a fentiekben vázolt, rögzítettárgyas reaktorral lefolytatott kiviteli módra korlátozva, hanem elvben más alkalmas reaktor-típussal, például örvényréteges reaktorral is lefolytatható. 3 Az eljárás során kapott izomerelegy önmagukban ismert eljárásokkal, desztilláció útján választható szét alkotórészeire. A reagálatlan kiindulási anyag visszavezethető a reaktorba. Ha a katalizátor aktivitása az üzemeltetés során kokszolódás következtében lassan csökken, akkor a katalizátor időről-időre regenerálható. Ez oly módon törtéftik, hogy oxigént, levegőt, nitrogén-levegő, oxigén-levegő, oxigén-inertgáz vagy levegő-inertgáz elegyet vezétünk 300°C és 650°C közötti hőmérsékleten a dezaktiválódott katalizátoron keresztül. Különösen nitrogén-levegő elegy alkalmazható előnyösen erre a célra. A regenerálás során ügyelni kell, hogy a hőmérsékletet a reaktor egyetlen helyén se haladja meg a 650°C-t. A tajálmány szerinti eljárás gyakorlati kiviteli módjait közelebbről az alábbi példák szemléltetik; megjegyzendő azonban, hogy a találmány semmilyen szempontból sincsen e konkrét példák tartalmára korlátozva. Példák A katalizátor előállítása 100 g Na-alakban levő 0,5—3 pm szemcseméretű ZSM-5 port (vö.: 3 702 886. sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás, 1. példa) 100°C hőmérsékleten 5 óra hosszat kezelünk 1 liter 1 mólos ammónium-klorid oldattal, ezt a kezelést azután még kétszer megismételjük, majd az így kezelt port mossuk, megszárítjuk és levegőn, 550°C hőmérsékleten 5 óra hosszat kalcináljuk. 65 g fenti módon kapott port 35 g 100—200 pm szemcseméretű alumínium-oxiddal keverünk össze és ezt a porkeveréket 1,6 mm átmérőjű szalagszerű préstestekké alakítjuk. Ezt a terméket levegőn, 500°C hőmérsékleten 4 óra hosszat kalcináljuk, majd 0,25—1,0 mm nagyságú részecskékre aprítjuk és nitrogén-áramban 450°C hőmérsékleten 2 óra hosszat kalcináljuk. A készülék leírása Egy üvegből készült, 16 mm belső átmérőjű és 50 cm hosszú csőreaktorba 15 ml fenti módon elkészített katalizátort töltünk és a katalizátor-réteg fölé (a folyékony reaktánsok elpárologtatása céljából) 2—3 mm átmérőjű üveggolyók 10 cm magas rétegét helyezzük. A reaktort egy elektromos fűtésű kemencébe helyezzük. A folyékony kiindulási anyagot egy adagolószivattyú útján vezetjük be, a gázokat pedig egy redukálószelepekből és az átáramló gáz mennyiségének és nyomásának mérésére alkalmas berendezésből álló gázbetáplálóból vezetjük be. A kondenzálható reakciótermékeket 0°C hőmérsékletű hűtőben kondenzáljuk és gázkromatográfiás eljárással elemezzük. 1. példa 2-metil-tiofén izomerizálása 6 ml/óra 2-metil-tiofént 4,5 liter/óra hidrogéngázzal együtt vezetünk be az alábbi a 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 05
