DE69115492T2 - Behandlung von kohlenwasserstoffen - Google Patents

Behandlung von kohlenwasserstoffen

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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/49Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reaction with carbon monoxide
    • C07C45/50Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reaction with carbon monoxide by oxo-reactions

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Description

  • Diese Erfindung betrifft die Behandlung von Schwefel enthaltenden Kohlenwasserstoffeinsatzmaterialien und insbesondere die Entfernung van Schwefel aus dein Einsatzmaterial. Insbesondere betrifft die Erfindung die Behandlung von Olefineinsatzmaterialien, insbesondere solchen, die nach dem Oxoverfahren zur Herstellung von in Veresterungen verwendeten Alkoholen hydroformyliert werden sollen.
  • Olefine, beispielsweise in Hydroformylierungeinsatzmaterialien, weisen oft schwefelhaltige Verunreinigungen auf. Thiole, Thiophene, Schwefelwasserstoff und andere schwefelhaltige Verbindungen können das Einsatzmaterial aufgrund der Neigung des Schwefels, die verwendeten Katalysatoren rasch zu vergiften, unbrauchbar machen, entweder in der Hydroformylierung oder insbesondere wenn der resultierende Aldehyd über einem Katalysator, z. B. Kupferchromit, Nickel oder Kobalt auf einem Träger oder ohne Träger zu einem Alkohol reduziert werden soll. Insbesondere werden sowohl die Selektivität als auch die Aktivität eines Kupferchromitkatalysators durch Schwefel beeinträchtigt und Kobalt- oder Nickelkatalysatoren erleiden einen Aktivitätsverlust.
  • Es ist in einer Broschüre mit dem Titel "Oxo-alcohols and Plasticizers" (Oxo-alkohole und Weichmacher), veröffentlicht von Exxon Chemical Holland Inc., offenbart worden, daß solche Einsatzmaterialien entschwefelt werden können, ohne Einzelheiten des Verfahrens anzugeben.
  • Es ist in dem britischen Patent Nr. 1 142 339 vorgeschlagen worden, Kohlenstoffoxysulfid aus C&sub3;-Einsatzmaterialien zu entfernen, indem sie in der flüssigen Phase über ein Oxid von Cadmium, Zink, Nickel oder Kobalt auf einem Träger geleitet werden.
  • US-A-4 592 829 wird vorgeschlagen, ein überwiegend Aromaten und geringere Mengen an Paraffinen und Olefinen enthaltendes Reformereinsatzmaterial mit Wasserstoff zu veredeln (Hydrofining) und die Entschwefelung des wasserstoffveredelten Einsatzmaterials zu vervollständigen, indem es über einen trägergestützten Nickel/Eisenkatalysator geleitet wird. In US-A-4 634 515 wird die Entschwefelung eines wasserstoffveredelten Naphthaeinsatzmaterials über einem Nickelkatalysator mit größerer als normaler mittlerer Kristallitgröße, bei dem mindestens 50 % des Nickels im reduzierten Zustand vorliegen, vervollständigt. Die Entschwefelung von aromatischen Kohlenwasserstoffeinsatzmaterialien und von Einsatzmaterialien, die aus paraffinischen und ungesättigten schwereren Kohlenwasserstoffen zusammengesetzt sind, über dem als "Girdler G-134 A RS" bezeichneten nickelhaltigen Katalysator wird in einer Broschüre mit dem Titel "Katalysatoren der SÜD- Chemie AG", veröffentlicht von dieser Firma, befürwortet.
  • Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren zur Herstellung eines Aldehyds und gegebenenfalls eines Alkohols oder einer Säure durch Hydroformylierung eines olefinhaltigen Einsatzmaterials und gegebenenfalls nachfolgender Hydrierung unter Verwendung eines Katalysators, z. B. Kupferchromit, Nickel oder Kobalt, entweder trägergestützt oder trägerlos, der anfällig für Vergiftung durch Schwefel ist, wobei ein schwefelhaltiges olefinhaltiges Einsatzmaterial unter im wesentlichen nicht hydrierenden Bedingungen mit einem nickelhaltigen Katalysator kontaktiert wird, wodurch der Schwefelgehalt des Einsatzmaterials verringert wird, das resultierende Einsatzmaterial mit verringertem Schwefelgehalt hydroformyliert wird und gegebenenfalls der resultierende Alkohol unter Bildung eines Alkohols reduziert oder unter Bildung einer Säure oxidiert wird.
  • Die Erfindung liefert auch die Verwendung eines nickelhaltigen Katalysators zur Entschwefelung eines C&sub5;- bis C&sub1;&sub8;-Olefineinsatzmaterials für ein Hydroformylierungverfahren, insbesondere für ein Hydroformylierungverfahren gefolgt von der Reduktion zu einem Alkohol oder der Oxidation zu einer Säure.
  • Das Olefineinsatzmaterial kann C&sub3;- bis C&sub1;&sub8;-, vorteilhafterweise C&sub5;- bis C&sub1;&sub2;-Olefin und besonders vorteilhaft Penten oder Hexen enthalten.
  • Das Einsatzmaterial wird vorteilhafterweise mit dem nickelhaltigen Katalysator bei einer solchen Temperatur und unter einem solchen Druck kontaktiert, daß das Einsatzmaterial flüssig ist. Wenn auch die genauen Bedingungen von dem Einsatzmaterial abhängen, sind für Hexen und ähnliche Olefine ein Druck im Bereich von 20 bis 40 bar und eine Temperatur im Bereich von 150 bis 200ºC, vorteilhafterweise 165 bis 190ºC allgemein bevorzugt, wobei der genaue Temperaturbereich auch vom Katalysator abhängig ist. Temperaturen oberhalb des angezeigten Bereichs sollen vermieden werden, wenn die Bildung von oligomeren Verbindungen vermieden werden soll, bei niedrigeren Temperaturen wird die Effektivität der Schwefelentfernung verringert. Innerhalb des effektiven Bereichs hängen die optimalen Temperaturen auch von dem Katalysator und während des Betriebs von seinem Schwefelgehalt ab, wobei höhere Gehalte höheren Temperaturen entsprechen. Es ist wichtig, daß die Bedingungen so sind, daß das Olefin im wesentlichen nicht hydriert wird, und vorzugsweise ist das Einsatzmaterial völlig frei von Wasserstoff.
  • Als metallischer nickelhaltiger Katalysator kann insbesondere ein trägergestützter Metallkatalysator (obgleich trägerlose Metallkatalysatoren auch möglich sind) erwähnt werden, insbesondere ein auf einem Träger aus feuerfesten Material, z. B. einem anorganischen Oxid, beispielsweise Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Ton, Kieselerde (z. B. Kieselgur), Aktivkohle, Zeolith, Magnesiumoxid oder Mischungen von zwei beliebigen oder mehreren dieser Materialien, insbesondere einem Siliciumdioxid/Aluminiumoxid-Träger, aufgebrachter Katalysator.
  • Ein bevorzugter Träger ist einer mit einer Teilchengröße von 0,5 bis 3,0 mm, einer Oberfläche von mindestens 50 m²/g, einer Schüttdichte von 0,3 bis 1,5 g/ml, einem mittleren Porenvolumen von 0,1 bis 1,1 ml/g und einem mittleren Porendurchmesser von etwa 3 bis 500 nm.
  • Der Katalysator ist vorteilhafterweise ein reduzierter Nikkelkatalysator. Insbesondere ist bevorzugt, daß der Katalysator im wesentlichen vollständig reduziert ist, und vorteilhafterweise sollen mindestens 80 %, vorzugsweise mindestens 90 % des vorhandenen Nickels zu Beginn der Entschwefelung im metallischen Zustand vorliegen. Es wird angenommen, daß während der Entschwefelung ein Nickelsulfid oder eine Mischung von Nickelsulfiden gebildet wird. Demnach liegen zu einem beliebigen Zeitpunkt während der Entschwefelungsreaktion vorteilhafterweise höchstens 20 % und vorzugsweise höchstens 10 % des vorhandenen Nickels in Form eines Oxids vor.
  • Vorteilhafterweise hat der Katalysator einen Nickelgehalt von mindestens 35 Gew.%, vorzugsweise 45 bis 65 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators einschließlich Träger, falls vorhanden. Es liegt innerhalb des erfindungsgemäßen Bereichs, einen Katalysator zu verwenden, der von Nickel verschiedene Metalle einschließt, beispielsweise einen Nickel-Zink-Katalysator.
  • Als Beispiele für geeignete Katalysatoren können Girdler G-49 RS oder Girdler G-134 RS, Engelhard/Harshaw Ni-5124T, Ni-5126T, Ni-5256E oder Ni-3288E oder Hoechst Ni55/5TS erwähnt werden.
  • Die Geschwindigkeit, mit der das Olefin über den Katalysator geleitet werden kann, variiert mit dem Olefin, dem Katalysator, dem maximalen Anteil von tolerierbarem Schwefel in dem behandelten Einsatzmaterial und dem bereits in dem Katalysator vorhandenen Schwefelniveau. Vorteilhafterweise wird allerdings eine Raumgeschwindigkeit im Bereich von 0,5 bis 2,5 V.V.h&supmin;¹ und vorzugsweise 1,4 bis 1,6 V.V.h&supmin;¹ verwendet.
  • Wie oben angezeigt wird die Reaktion im wesentlichen unter nicht hydrierenden Bedingungen durchgeführt. Vorteilhafterweise wird die Reaktion unter vollständig nicht-hydrierenden Bedingungen mit im wesentlichen vollständigem Ausschluß von Wasserstoff durchgeführt. Die Anwesenheit von Sauerstoff oder oxidierenden Atmosphären wird allgemein vorzugsweise auch vermieden.
  • Es ist überraschenderweise gefunden worden, daß verbrauchter Nickelkatalysator aus anderen Verfahren, die mit praktisch schwefelfreien Einsatzmaterialien durchgeführt werden, z. B. Hydrierung oder Hydrofining (Wasserstoffveredelung), als Entschwefelungskatalysatoren verwendet werden können. Solche Katalysatoren enthalten Kohlenstoff oder Kohlenstoffverbindungen mit einem Niveau, gemessen als Kohlenstoff, von bis zu 20, insbesondere 5 bis 20 und speziell 8 bis 15 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators einschließlich Träger, falls vorhanden. Die vorliegende Erfindung liefert demnach ein Verfahren zur Entschwefelung eines Kohlenwasserstoffeinsatzmaterials unter Verwendung eines verbrauchten nickelhaltigen Hydrofiningkatalysators. Die Erfindung liefert überdies die Verwendung eines verbrauchten nickelhaltigen Hydrofiningkatalysators zur Entschwefelung eines Kohlenwasserstoffeinsatzmaterials. Insbesondere liefert die Erfindung ein solches Verfahren und die Verwendung eines solchen Katalysators, bei dem das Einsatzmaterial ein Olefineinsatzmaterial und vorzugsweise ein Einsatzmaterial für ein Hydroformylierungverfahren (Oxoverfahren) ist.
  • Unter manchen Bedingungen ist es wünschenswert, die Entschwefelung mit der minimal möglichen Veränderung der Kohlenwasserstoff zusammenstellung des Einsatzmaterials zu machen. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn das Produkt des Hydroformylierungverfahrens (Oxoverfahrens) reduziert werden soll und der resultierende Alkohol unter Bildung eines Weichmachers verestert werden soll. Wenn die Oligomerisierung der Einsatzmaterialolefine stattfindet, werden die resultierenden dimeren und trimeren Olefine möglicherweise nicht vollständig hydroformyliert und die Olefine mit hohem Molekulargewicht verunreinigen den Alkohol und Ester, verringern seine Reinheit und verursachen die Entwicklung einer unerwünschten Farbe des Alkohols und des Weichmachers. Es ist gefunden worden, daß die Techniken der vorliegenden Erfindung diese Probleme signifikant verringern.
  • Es ist unerwartet gefunden worden, daß verbrauchter Katalysator weniger Veränderung der Einsatzmaterialkohlenwasserstoffzusammenstellung verursacht als entsprechender frischer Katalysator.
  • Ein verbrauchter Katalysator kann ein Katalysator sein, dessen Nutzungsdauer als Hydrierkatalysator abgelaufen ist. Typischerweise wird bei der Verwendung als Hydrierkatalysator ein frischer Nickelkatalysator in einer inerten (Stickstoff-) Atmosphäre in einen Reaktor eingebracht. Nach der Katalysatorbeladung wird unter strömendem Stickstoff die Katalysatortemperatur auf 50 bis 150ºC erhöht. Nachdem in Abhängigkeit von dem Katalysatortyp 50 bis 150ºC erreicht worden sind, wird dem Stickstoffstrom Wasserstoff zugesetzt, anfangs mit niedrigen Volumenprozent (5), die später stetig auf 100 % erhöht werden. Nach Beendigung des Aktivierungsverfahrens wird der Katalysator dem zu hydrierenden Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial ausgesetzt. Alternativ kann der Katalysator in Gegenwart von Stickstoff nach dem obigen Verfahren mit einem gesättigten Kohlenwasserstoffstrom aktiviert werden.
  • Am Ende seiner Nutzungsdauer als Hydrierkatalysator wird die Zufuhr von Einsatzmaterial zu dem Reaktor eingestellt und die Flüssigkeiten in dem Reaktor werden mit Stickstoff gespült. Nach dem Spülen des Reaktorinhalts und dem Abkühlen kann der Reaktor zum Entleeren geöffnet werden. Der Katalysator wird unter Stickstoff in Trommeln oder Behälter getan, nachfolgend gesiebt, um Abrieb zu entfernen, und in den Entschwefelungskatalysator überführt. Wir haben gefunden, daß dieser Katalysator nun ohne zusätzliche Aktivierung zur Entschwefelung verwendet werden kann. Ein alternatives Verfahren ist, den Katalysator auszudampfen, bevor er in Trommeln getan wird.
  • Der verbrauchte Katalysator ist der ursprüngliche frische Katalysator plus darin enthaltener Kohlenstoff und Schwefel, die während des Hydrierverfahrens aufgenommen werden.
  • Es ist auch überraschenderweise gefunden worden, daß, ob der Katalysator frisch oder verbraucht ist, wenn der Katalysator auf einem Träger aufgebracht ist, der Calcium und/oder Silicium enthält, in der Zusammenstellung weniger Veränderung bewirkt wird, wenn (a) der Siliciumgehalt weniger als 4 % beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht von Katalysator und Träger, (b) wenn der Calciumgehalt mindestens 1 %, vorteilhafterweise mindestens 1,5 % beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht von Katalysator und Träger, und insbesondere (c) wenn das Gewichtsverhältnis von Silicium:Calcium weniger als 4:1 und vorzugsweise weniger als 2:1 beträgt. Die Verwendung eines im wesentlichen siliciumfreien Trägers ist auch vorteilhaft.
  • Es ist unerwarteterweise gefunden worden, daß wenn ein verbrauchter Katalysator verwendet wird, es möglich ist, ihn zu verwenden, bis sein Schwefelgehalt ein höheres Niveau erreicht hat als bei dem entsprechenden frischen Katalysator, während der Schwefelgehalt des Einsatzmaterials auf das gleiche Niveau verringert wird. Dies liegt daran, daß bei gegebenen Bedingungen der verbrauchte Katalysator weniger Veränderung in der Kohlenwasserstoffaufstellung des Einsatzmaterials verursacht.
  • Da es im Betrieb notwendig ist, wenn das Schwefelniveau des Katalysators allmählich zunimmt, die Temperatur zu erhöhen, um den Schwefelgehalt des behandelten Einsatzmaterials auf ein gegebenes Niveau zu verringern, und die Oligomerisierung bei höheren Temperaturen leichter stattfindet, ist es möglich, den Betrieb mit dem verbrauchten Katalysator bei einer höheren Temperatur durchzuführen als mit dem entsprechenden frischen Katalysator und die gleiche Kohlenwasserstoffaufstellung des behandelten Einsatzmaterials beizubehalten.
  • Als Resultat ist es möglich, eine größere Menge Einsatzmaterial unter Verwendung eines verbrauchten Katalysators zu behandeln, als wenn ein frischer Katalysator verwendet wird, während dennoch ein behandeltes Einsatzmaterial von akzeptabler Qualität erhalten wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der nickelhaltige Katalysator aminiert, was die unerwünschte Dimerisation des Olefins während der Entschwefelung hemmen kann.
  • Der Katalysator kann durch direkte Behandlung mit einem Amin aminiert werden, zweckmäßigerweise unter Temperatur- und Druckbedingungen, die den für die Entschwefelung verwendeten Bedingungen ähnlich sind. Das Amin kann mit einer Konzentration von beispielsweise 0,1 bis 10 Gew.%, vorteilhafterweise 0,5 bis 2 % und vorzugsweise etwa 1 % mit einem Olefin gemischt oder in diesem aufgelöst sein und das aminhaltige Olefin beispielsweise 1 bis 40 Stunden, vorteilhafterweise 10 bis 30 Stunden und vorzugsweise 20 bis 28 Stunden durch den Katalysator geleitet werden. Alternativ kann der Katalysator gewünschtenfalls mit dem in Mischung oder Lösung mit dem aus der Hydroformylierung und nachfolgender Hydrierung des betrachteten Olefins resultierenden Alkohol vorliegenden Amin behandelt werden, indem der Katalysator bei Umgebungstemperatur beispielsweise 24 Stunden in das Amin eingetaucht wird.
  • Als Amine können primäre, sekundäre oder tertiäre Amine erwähnt werden, wobei aliphatische und cycloaliphatische Amine bevorzugt sind. Vorteilhafterweise ist das Amin ein Monoamin, wobei das Molekül andere Substituenten oder funktionelle Gruppen enthalten kann, z. B. eine Hydroxygruppe, vorausgesetzt, daß die Basizität des Amins nicht nachteilig beeinflußt wird. Stark basische Amine, d. h. solche mit niedrigen pKb-Werten, z. B. weniger als 4,5, aber vorzugsweise weniger als 3,5, sind bevorzugt. Vorteilhafterweise hat das Amin einen Siedepunkt, der unter den Bedingungen der verwendeten Olefinentschwefelung etwas über dem des behandelten Olefins liegt.
  • Unter den geeigneten Aminen können beispielsweise Methylamin, Trimethylamin, Ethylamin, Dipropylamin, Butylamin, Tributylamin, Ethanolamin und Diethanolamin erwähnt werden. Unter den Aminen mit niedrigen pKb-Werten und geeigneten Siedebereichen, und daher bevorzugt, können Dimethylamin, Diethylamin, Triethylamin, Dibutylamin, Piperidin und Pyrrolidin erwähnt werden.
  • In den Ausführungsformen der Erfindung, in denen Hydroformylierung stattfindet, sind die Reaktionsbedingungen dieser Verfahrensstufe an sich konventionell, wie auch die jeder nachfolgenden Reaktion, z. B. Oxidation, Hydrierung und Hydrofining, und werden hier nicht angegeben. Es ist allerdings gefunden worden, daß durch die erfindungsgemäße Entschwefelung des Einsatzmaterials die Katalysatorlebensdauer, insbesondere in der Hydrierstufe, in einem überraschenden Ausmaß erhöht wird und die Reinheit des Produkts überraschend verbessert wird.
  • Die folgenden Beispiele illustrieren die Erfindung:
  • Beispiel 1
  • Ein Rohrreaktor von 13,7 mm Durchmesser und 207 mm Länge wurde mit 29,0 g frischem Engelhard/Harshaw Ni-5124T Katalysator (Analyse: 61 % Ni, 6 % Al, 4 % Si, 0,4 % Ca, 0,1 % Fe) beschickt. Nach einer Stickstoffspülung bei Umgebungstemperatur wurde der Reaktor in ein Wirbelsandbad getaucht, um ihn innerhalb eines gewünschten Betriebsbereichs, in diesem Beispiel 165ºC bis 175ºC, auf konstanter Temperatur zu halten. Ein Olefineinsatzmaterial (hauptsächlich eine Mischung unterschiedlicher Hexenisomere, die durch Dimerisierung von Propylen über einem sauren Katalysator erhalten wurden) mit der in Tabelle 1 gezeigten Analyse wurde durch den Reaktor geleitet. Tabelle 1 Kohlenstoffverteilung siehe Tabelle 3 Paraffingehalt Schwefel Chlor Maleiiisäureaniiydridwert S.G. = spezifisches Gewicht ASTM D1078-Destillation siehe Tabelle 4
  • Der Katalysator war insgesamt 473 Stunden in Betrieb, die Details der Reaktionsbedingungen und Schwefelgehalte in dem behandelten Einsatzmaterial und Katalysator bei verschiedenen Intervallen sind in Tabelle 2 gezeigt.
  • Das resultierende Schwefelniveau in dem behandelten Einsatzmaterial in Versuch 1 zeigte, daß am Anfang eine zu hohe Raumgeschwindigkeit (1,90 V.V h&supmin;¹) für die Bedingungen verwendet wurde, möglicherweise in Kombination damit, daß die Reaktortemperatur nicht die von dem Sandbadthermometer angezeigte Temperatur erreicht hatte. Versuch Nr. 2 mit einer niedrigeren Raumgeschwindigkeit (1,50) zeigte eine extrem hohe Geschwindigkeit der Verringerung des Restschwefels, wobei die Verringerung durch eine Erhöhung der Temperatur von 165ºC auf 170ºC noch weiter verbessert wurde. Eine Erhöhung auf 175ºC verringerte den Schwefel wieder auf unter 1 ppm, nachdem nach 318 Stunden (4,2 Gew.% Schwefel auf dem Katalysator) ein Schwefeldurchbruch auftrat. Tabelle 2 Versuch Nr. Gesamtbetriebszeit, h Reaktortemperatur Schwefel, Eingang ppm Schwefel Ausgang ppm Schwefel auf dem Katalysator, Gew.%
  • Die Kohlenstoff zahlverteilungen und Gew.% paraffine in Tabelle 3 unten zeigen, daß die Kohlenwasserstoffaufstellung des Einsatzmaterials durch das Entschwefelungsverfahren im wesentlichen unbeeinflußt bliebe obwohl die Dimerbildungsrate zunahm, wenn die Temperatur auf 175ºC erhöht wurde. Die Resultate werden durch das in Tabelle 4 gezeigte Destillationsmuster bestätigt. Tabelle 3 Kohlenstoffzahlverteilungen für Hexeneinsatzmaterial und entschwefelte Produkte Kohlenstoffzahl Einsatzmaterial Versuch Gew.% Paraffine Temperatur Reaktor ºC Tabelle 4 ASTM-Destillation (D-1078) fur Hexeneinsatzmaterial und Produkte ASTM-Destillation, ºC Einsatzmaterial Versuch IBP = Anfangssiedepunkt
  • Beispiel 2
  • Das Verfahren aus Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß der Wasserstoffendbehandlungskatalysator verbrauchter Girdler G-49 RS (Analyse des frischen Katalysators: 46 % Ni, 9 % 51, 0,6 % Al, 0,3 % Ca, 0,2 % Fe) war. Der Schwefelgehalt des Einsatzmaterials betrug 180 ppm, der Paraffingehalt 21,6 %, das Chlorniveau < 1 ppm, S.G. (15/15ºC) 0,689 und der Maleinsäureanhydridwert 1,28 mg/g. Der Katalysator wie in den Reaktor gegeben hatte eine Kohlenstoffbeladung von 14,35 %, aber dies beeinträchtigte seine Fähigkeit zur Entschwefelung des Einsatzmaterials nicht. Die Resultate sind in den Tabelle 5 und 6 gezeigt. Tabelle 5 Versuch Nr. Gesamtbetriebszeit, h Reaktortemperatur Schwefel, Eingang ppm Schwefel Ausgang ppm Schwefel auf dem Katalysator, Gew.% Tabelle 6 Kohlenstoffzahlverteilungen fär Hexeneinsatzmaterial und entschwefelte Produkte Kohlenstoffzahl Einsatzmaterial Versuch Temperatur Reaktor ºC Gew.% Schwefel
  • Beispiel 3
  • Das Verfahren aus Beispiel 2 wurde nachgearbeitet, wobei allerdings frischer Girdler-Katalysator G134 ARS (Analyse: 48 % Ni, 6,8 % Si, 6,8 % Al, 0,3 % Ca, 0,2 % Fe) verwendet wurde. Wie Tabelle 7 zeigt, war die Entschwefelung bei 170ºC schlecht, aber eine Temperaturerhöhung auf 180ºC ergab bessere Resultate. Es ist möglich, daß es eine Induktionsperiode bei diesem Katalysator gibt, während der die Oberflächenoxidschicht auf dem frischen Material in Nickelsulfid umgewandelt wird. Tabelle 8 zeigt die Analyse des behandelten Einsatzmaterials und die Schwefelniveaus in dem Katalysator. Tabelle 7 Versuch Nr. Gesamtbetriebszeit, h Reaktortemperatur Schwefel, Eingang ppm Schwefel Ausgang ppm Schwefel auf dem Katalysator, Gew.% Tabelle 8 Kohlenstoffzahlverteilungen für Hexeneinsatzmaterial und Produkte Kohlenstoffzahl Einsatzmaterial Versuch Temperatur des Reaktors, ºC Gew.% Schwefel
  • Beispiel 4
  • Gemäß dem Verfahren aus Beispiel 4 wurde frischer Engelhard/Harshaw Ni-3288 Katalysator in den Reaktor eingebracht. Der Katalysator enthielt 60 % Nickel, 4 % Aluminium, 3,5 % Silicium, 1,8 % Calcium und 0,2 % Eisen. Es wurde ein schwefelhaltiges Olefineinsatzmaterial auf Hexenbasis behandelt. Die Details sind in den Tabellen 9 bis 11 dargestellt. Tabelle 9 Versuch Nr. Gesamtbetriebszeit, h Reaktortemperatur Schwefel, Eingang ppm Schwefel Ausgang ppm Schwefel auf dem Katalysator, Gew.% Tabelle 10 Kohlenstoffzahlverteilungen für Hexeneinsatzmaterial und Produkte Kohlenstoftzthl Einsatzmaterial Versuch material Gew.% Paraffine Temperatur Reaktor ºC Gew.% Schwefel auf dem Katalysator Tabelle 11 ASTM-Destination (D-1078) fur Hexeneinsatzmaterial und Produkte ASTM-Destillationsresultate, ºC Einsatzmaterial Versuch
  • Wie aus Tabelle 9, Versuche 4-7, 4-11 und 4-15 ersichtlich ist, kann das Entschwefelungsniveau durch geringe Erhöhungen der Betriebstemperatur verbessert werden, wenn die Beladung des Katalysators mit Schwefel zunimmt. In diesem Beispiel wurde nach den ersten 300 Stunden keine vollständige Entschwefelung versucht.
  • Beispiel 5
  • Das Verfahren aus Beispiel 4 wurde wiederholt, wobei allerdings verbrauchter Engelhard/Harshaw Ni-3288-Katalysator verwendet wurde, der als Hydrierkatalysator verwendet worden war und der zu Beginn 1 Gew.% Schwefel enthielt, die in den Tabellen 12 und 13 angegebenen Werte zeigen die Erhö.hung der Schwefelbeladung über diesen Wert hinaus. Die in den Tabellen 12 bis 14 gezeigten Resultate zeigen die Effektivität dieses Materials bei der Entschwefelung. Tabelle 12 Versuch Nr. Gesamtbetriebszeit, h Reaktortemperatur Schwefel, Eingang ppm Schwefel Ausgang ppm Schwefel auf dem Katalysator, Gew.%
  • Zu Begizm befand sich bereits 1 % Schwefel auf denn Katalysator. Tabelle 13 Kohlenstoffzahlvertellungen für Hexeneinsatzmaterial und Produkte Kohlenstoffzahl Einsatzmaterial Versuch Gew.% Parafflne Temperatur Reaktor ºC zusätzliche Gew.% Schwefel auf dem Katalysator Tabelle 14 ASTM-Destillation (D-1078) für Hexeneinsatzmaterial und Produkte ASTM-Destillationsresultate, ºC Einsatzmaterial Versuch
  • Es ist aus den Resultaten der Tabellen 10 und 13 ersichtlich, daß die Kohlenwasserstoffaufstellung des Einsatzmaterials durch die Entschwefelung unbeeinflußt blieb. Es wird angenommen, daß der niedrige Siliciumgehalt (unter 4 %), der hohe Calciumgehalt (mehr als 1 %) und das niedrige Silicium:Calciumverhältnis (weniger als 4:1) in dem Katalysator alle zu diesem Resultat beitragen.
  • Beispiel 6
  • Nach dem Verfahren aus Beispiel 1 wurde frischer Engelhard/- Harshaw Ni-3288 Katalysator in den Reaktor eingebracht. Hexene, Heptene, Octene und Nonene mit unterschiedlichen Schwefelniveaus wurden als Einsatzmaterialien verwendet. Nach anfänglicher vollständiger Entschwefelung wurde ein Schwefeldurchbruch auftreten gelassen, um den Schwefelaufbau auf dem Katalysator zu beschleunigen. Als die Schwefelbeladung zunahm, wurde die Betriebstemperatur in Schritten von 5ºC von 165ºC auf 185ºC erhöht. Gemäß diesem Verfahren wurde am Ende ein Schwefelaufbau von 12 % des Katalysators erhalten.
  • Wiederum gemäß dem Verfahren aus Beispiel 1 wurde verbrauchter Engelhard/Harshaw Ni-3288 Katalysator in den Reaktor geladen. Nach Behandlung des Katalysators mit verschiedenen schwefelhaltigen Olefineinsatzmaterial und Durchführen des oben erwähnten Verfahrens wurde am Ende ein Schwefelaufbau von 18 % auf dem Katalysator erhalten. Endbetriebstemperaturen von 195ºC waren durchführbar, ohne daß unvorteilhafte Kohlenwasserstoffproduktauf stellungen beobachtet wurden.
  • Dieses Beispiel illustriert den zusätzlichen Vorteil der Verwendung von verbrauchtem Katalysator gegenüber frischem, da es möglich ist, eine größere Menge Einsatzmaterial über der gleichen Menge an Katalysator zu behandeln.
  • Beispiel 7
  • Das Verfahren aus Beispiel 2 wurde nachgearbeitet, außer daß der Katalysator aminiert wurde, indem Triethylamin mit 1 % Konzentration in einem Hexeneinsatzmaterial 24 h bei 170ºC und 29 bar (Überdruck), um das Einsatzmaterial in der flüssigen Phase zu halten, hindurchgeleitet wurde.
  • Die Resultate sind unten in den Tabellen 15 und 16 gezeigt, aus denen ersichtlich ist, daß bei einer ähnlichen Schwefelentfernungsleistung die Dimerbildung verhindert wurde. Tabelle 15 Entschwefelungsresultate, aminbehandelter Katalysator Versuch Nr. Gesamtbetriebszeit, h Reaktortemperatur Schwefel, Eingang ppm Schwefel Ausgang ppm Schwefel auf dem Katalysator, Gew.% Tabelle 16 Kohlenstoffzahlverteilungen für Hexeneinsatzmaterial und Produkte: aminbehandelter Katalysator Kohlenstoffzahl Einsatzmaterial Versuch Gew.% Paraffine Delta C&sub1;&sub2;+C&sub1;&sub3; Temperatur Reaktor ºC Gew.% Schwefel Anmerkung: Während des Versuchs 1-1, bei dem 1 Gew.% Triethylamin bei 170ºC über den Katalysator geleitet wurde, folgten Versuche mit Hexen allein.
  • Beispiel 8
  • Dies Beispiel wurde anfangs in der gleichen Weise durchgeführt wie in Beispiel 2, aber unter Verwendung von frischem Engelhard/Harshaw Ni-5126 1/8 Katalysator (Analyse: Ni 59 %, Si 6 %, Al 5,1 %, Ca 0,4 %, Fe 0,1 %) und eines Olefineinsatzmaterials wie in Tabelle 18 gezeigt mit einem Paraffingehalt von 9,8 %, Chlor 2 ppm, Schwefel 120 ppm, S.G. (20/20ºC) 0,693 und Maleinsäureanhydridwert 0,25 mg/g. Nach 584 Stunden, als die Schwefelbeladung auf dem Katalysator 7,1 Gew.% erreicht hatte, wurden dem Hexeneinsatzmaterial dann 1 Gew.% Triethylamin 25 Stunden lang bei 180ºC beigefügt. Wie aus den Resultaten in den Tabellen 17 und 18 unten ersichtlich ist, verhinderte die Aminierung des Katalysators effektiv die Dimerbildung. Tabelle 17 Entschwefelungsresultate Versuch Nr. Gesamtbetriebszeit, h Reaktortemperatur Schwefel, Eingang ppm Schwefel Ausgang ppm Schwefel auf dem Katalysator, Gew.% Anmerkung: 1 Gew.% Triethylamin wurde dem Hexeneinsatzmaterial während Versuch 14 zugesetzt. Tabelle 18 Kohlenstoffzahlvertellungen für Hexeneinsatzmaterial und Produkte, der Katalysator wurde während Versuch 2-14 aminbehandelt Kohlenstoffzahl Einsatzmaterial Versuch material Gew.% Paraffine Delta C&sub1;&sub2;+C&sub1;&sub3; Gew.% Temperatur Reaktor ºC Gew.% Schwefel auf dem Katalysator Anmerkung: Wahrend Versuch 2-14 wurde 25 Stunden lang bei 180ºC Hexen mit 1 Gew.% Triethylamin über den Katalysator geleitet. Die darauffolgenden Versuche waren nur mit Hexen.
  • Die Beispiele 7 bis 8 zeigen die Verbesserungen, die unter Verwendung eines aminierten nickelhaltigen Katalysators erreicht werden können.
  • Da angenommen wird, daß die Verwendung von aminierten nikkelhaltigen Katalysatoren neu ist, ist dies ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung.

Claims (8)

1. Verfahren zum Entschwefeln eines C&sub5;- bis C&sub1;&sub8;-Olefin enthaltenden Hydroformylierungseinsatzmaterials vor der Hydroformylierung des olefinhaltigen Einsatzmaterials, bei dem ein schwefelhaltiges, C&sub5;- bis C&sub1;&sub8;-Olefin enthaltendes Hydroformylierungseinsatzmaterial unter im wesentlichen nicht hydrierenden Bedingungen mit einem nickelhaltigen Katalysator kontaktiert wird, wodurch der Schwefelgehalt des Einsatzmaterials verringert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Einsatzmaterial mit dem nickelhaltigen Katalysator bei einer Temperatur und einem Druck kontaktiert wird, so daß das Einsatzmaterial flüssig ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem das Olefin ein C&sub5;- bis C&sub6;-Olefin ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Olefin Hexen ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dein das Einsatzmaterial mit dein nickelhaltigen Katalysator bei einer Temperatur im Bereich von 150 bis 200ºC bei einem Druck im Bereich von 20 bis 40 bar kontaktiert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der nickelhaltige Katalysator auf ein feuerfestes Trägermaterial, vorteilhafterweise einen Siliciumdioxid/Aluminiumoxid-Träger, aufgebracht ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der nickelhaltige Katalysator mindestens 35 Gew.%, vorteilhafterweise 45 bis 65 Gew.% Nickel enthält.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der nickelhaltige Katalysator aminiert ist.
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