DE1931060C3 - Process for the oligomerization of ethylene in the liquid phase - Google Patents
Process for the oligomerization of ethylene in the liquid phaseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oligomerisierung von Äthylen in flüssiger Phase in Gegenwart eines eine Kobalt- oder Nickelverbindung enthaltenden und gegebenenfalls mit einer Alkylaluminiumverbindung behandelten Trägerkatalysators.The invention relates to a process for the oligomerization of ethylene in the liquid phase in the presence one containing a cobalt or nickel compound and optionally with an alkyl aluminum compound treated supported catalyst.
Oligomerisierungsverfahren dieser Art, bei welchen Äthylen in olefinische Produkte von höherem Molekulargewicht umgewandelt wird, z. B. in das Dimere, Trimere oder Tetramere, sind an sich bekannt. Beispielsweise wird Äthylen mit einem Katalysator in Berührung gebracht, welcher als Trägermaterial Aktivkohle enthält, auf welche Kobaltoxyd aufgebracht ist. Das Oligomerisierungsprodukt besteht aber im wesentlichen nur aus dem Dimeren und enthält nur einen geringen Anteil olefinischer Produkte mit höherem Molekulargewicht (vgl. US-PS 32 71 474). Gemäß einem anderen bekannten Verfahren wird Äthylen mittels eines Katalysatorsystems oligomerisiert, welches durch Reduktion eines Kobaltsalzes mittels einer organischen Aluminiumverbindung erhalten wird. Auch in diesem Fall besteht jedoch das Oligomerisierungsprodukt im wesentlichen nur aus dem Olefin-Dimeren (vgl. NL-OS 66 09 512 und 66 09 513). Für viele Anwendungszwecke wäre es jedoch von wesentlichem Vorteil, wenn das Reaktionsprodukt der Oligomerisierung einen relativ hohen Anteil an Olefinen im Bereich der höheren Molekulargewichte enthalten würde, wobei diese hochmolekularen Produkte besonders zweckmäßig auch noch eine stark lineare Struktur haben.Oligomerization processes of this type in which ethylene is converted into olefinic products of higher molecular weight is converted, e.g. B. into the dimer, trimer or tetramer are known per se. For example, ethylene is brought into contact with a catalyst that uses activated carbon as the carrier material contains, on which cobalt oxide is applied. However, the oligomerization product essentially consists only from the dimer and contains only a small proportion of olefinic products with a higher proportion Molecular weight (see US Pat. No. 3,271,474). According to a other known processes, ethylene is oligomerized by means of a catalyst system, which by Reduction of a cobalt salt by means of an organic aluminum compound is obtained. Also in this In this case, however, the oligomerization product consists essentially only of the olefin dimer (cf. NL-OS 66 09 512 and 66 09 513). For many purposes However, it would be of considerable advantage if the reaction product of the oligomerization was a relative would contain high proportion of olefins in the range of higher molecular weights, these being High molecular weight products particularly expediently also have a strongly linear structure.
Erfindungsgemäß läßt sich dieses technische Problem lösen, wenn die Oligomerisierung in Anwesenheit eines speziellen Katalysators durchgeführt wird. Demgemäß bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Oligomerisierung von Äthylen in flüssiger Phase in Gegenwart eines eine Kobalt- oder Nickelverbindung enthaltenden und gegebenenfalls mit einer Alkylaluminiumverbindung, insbesondere einem Dialkylaluminiumhalogenid behandelten Trägerkatalysators, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man in Gegenwart eines Katalysators oligomerisiert, dessen Kobalt- bzw. Nickelkomponente bis zu einem Schwefelgehalt von höchstens 5 Gewichtsprozent je Kobaltverbindung bzw. 30 Gewichtsprozent je Nickelverbindung sulfidiert worden ist.According to the invention, this technical problem can be solved if the oligomerization in the presence of a special catalyst is carried out. Accordingly, the invention relates to a method for Oligomerization of ethylene in the liquid phase in the presence of a cobalt or nickel compound containing and optionally with an alkyl aluminum compound, in particular a dialkyl aluminum halide treated supported catalyst, which is characterized in that in the presence oligomerized a catalyst whose cobalt or nickel component up to a sulfur content of sulfided at most 5 percent by weight per cobalt compound or 30 percent by weight per nickel compound has been.
Geeignete Kobalt- oder Nickelverbindungen zur Herstellung der erfindungsgemäß einzusetzenden Katalysatoren sind wasserfreie Kobalt- oder Nickelsalze, die sich in einem praktisch wasserfreien flüssigen Medium,Suitable cobalt or nickel compounds for producing the catalysts to be used according to the invention are anhydrous cobalt or nickel salts, which are in a practically anhydrous liquid medium,
ίο wie einem inerten polaren organischen Lösungsmittel, auf das Trägermaterial des Katalysators aufbringen lassen. In den meisten Fällen läßt sich ein Kobalt- oder Nickelsalz mit einer Löslichkeit in einem inerten polaren Lösungsmittel von mindestens 0,2 g Salz jeίο like an inert polar organic solvent, can be applied to the carrier material of the catalyst. In most cases a cobalt or Nickel salt with a solubility in an inert polar solvent of at least 0.2 g of salt each
is 100 g inertes Lösungsmittel verwenden, wobei Salze mit einer Löslichkeit von mindestens 0,5 g je 100 g inertes Lösungsmittel bevorzugt sind. Zweckmäßig sind im Rahmen der Erfindung Kobalthalogenide, insbesondere Kobaltchlorid, sowie Nickelhalogenide, Nickeloxyd und Kobaltacetylacetonat, insbesondere weil diese Verbindungen leicht zugänglich sind.Use 100 g of inert solvent, with salts with a solubility of at least 0.5 g per 100 g of inert solvent are preferred. The Within the scope of the invention cobalt halides, in particular cobalt chloride, as well as nickel halides, nickel oxide and Cobalt acetylacetonate, especially because these compounds are easily accessible.
Durch die Sulfidierung werden wahrscheinlich Kobalt- oder Nickelsalze gebildet, welche Kobalt-Schwefelbindungen bzw. Nickel-Schwefelbindungen aufweisen. Diese Sulfidierung kann in an sich bekannter Weise erfolgen. Vorzugsweise wird das betreffende Kobaltsalz bis zu einem Schwefelgehalt von 0,1 bis 3 Gewichtsprozent Schwefel sulfidiert, während bei Verwendung einer Nickelverbindung bevorzugt bis zu einem Schwefelgehalt von 0,1 bis 20 Gewichtsprozent sulfidiert wird.Sulphidation is likely to produce cobalt or nickel salts, which are cobalt-sulfur bonds or have nickel-sulfur bonds. This sulfidation can be carried out in a manner known per se take place. The cobalt salt in question is preferably used up to a sulfur content of 0.1 to 3 percent by weight Sulfur sulfides, while when using a nickel compound preferably up to a sulfur content from 0.1 to 20 percent by weight is sulfided.
Als Sulfidierungsmittel eignen sich Olefinsulfide, insbesondere solche, welche nur Kohlenstoffatome und Wasserstoffatome sowie 1 oder 2 Episulfidatomc enthalten. Verbindungen dieser Art sind AlkenylsulfideOlefin sulfides are suitable as sulfiding agents, in particular those which contain only carbon atoms and Contain hydrogen atoms and 1 or 2 episulfide atoms. Compounds of this type are alkenyl sulfides
.15 und Cycloalkenylsulfide mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen. Gut brauchbare Alkenylsulfide sind z. B. Propyler1-sulfid, 2-Butensulfid, 1-Hexensulfid und 3-Octensulfid. Gut brauchbare Cycloalkenylsulfide sind beispielsweise Cyclopentensdlfid, Cyclohexensulfid und Cyclodecensulfid. Außerdem eignen sich für diesen Zweck sehr gut Dialkylsulfide und Dialkyldisulfide, insbesondere Dimethylsulfid, Methyläthylsulfid, Diäthylsulfid, Äthylbutylsulfid und Dibutylsulfid. Im Rahmen der Erfindung gut anwendbare Dialkyldisulfide sind beispielsweise Dime-.15 and cycloalkenyl sulfides with up to 10 carbon atoms. Well usable alkenyl sulfides are z. B. Propyler 1 sulfide, 2-butene sulfide, 1-hexene sulfide and 3-octene sulfide. Cycloalkenyl sulfides which can be used well are, for example, cyclopentene sulfide, cyclohexene sulfide and cyclodecene sulfide. Dialkyl sulfides and dialkyl disulfides, in particular dimethyl sulfide, methyl ethyl sulfide, diethyl sulfide, ethyl butyl sulfide and dibutyl sulfide, are also very suitable for this purpose. In the context of the invention, well applicable dialkyl disulfides are, for example, dim
4S thyldisulfid Propylbutyldisulfid und Äthyloctylsulfid.4S thyl disulfide propyl butyl disulfide and ethyl octyl sulfide.
Andere für die Sulfidierungsbehandlung geeignete schwefelhaltige Kohlenwasserstoffverbindungen sind Alkylalkenylsulfide mit bis zu IO Kohlenstoffatomen, beispielsweise Methylallylsulfid, Äthylallylsulfid undOther sulfur-containing hydrocarbon compounds suitable for the sulfidation treatment are Alkyl alkenyl sulfides with up to 10 carbon atoms, for example methyl allyl sulfide, ethyl allyl sulfide and
so Methyl-2-butensulfid; außerdem eignen sich aliphatische Mercaptane mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen, wie Äthylmercaptan, Propylmercaptan und Cyclohexylmercaptan; andere geeignete Sulfidierungsmittel sind Alkyldithiocarbonsäuren, wie Thionothiolessigsäure, Thionothiolpropionsäure und Thionothiobuttersäure; ferner aliphatische Thioketone, wie 2-Propanthion, 2-Butanthion, 2-Hexanthion, 2,4-Pentandithion und Cyclohexanthion. An sich ist die Verwendung olefinischer Sulfide und anderer schwefelhaltiger Kohlenwas-so methyl 2-butene sulfide; aliphatic ones are also suitable Mercaptans with up to 10 carbon atoms such as ethyl mercaptan, propyl mercaptan and cyclohexyl mercaptan; other suitable sulfidating agents are alkyldithiocarboxylic acids, such as thionothiolacetic acid, Thionothiol propionic acid and thionothiobutyric acid; also aliphatic thioketones, such as 2-propanthione, 2-butanthione, 2-hexanthione, 2,4-pentanedithione and cyclohexanthione. In itself, the use is more olefinic Sulphides and other sulphurous hydrocarbons
(10 serstoffe, wie von Alkyldisulfiden, zur Einlagerung von Schwefel in Metallverbindungen bekannt, beispielsweise aus der Veröffen'üchung von P. M. T r e i c h e I und Mitarbeiter in !,inorganic Chemistry«, 5, 1182 (1966). Man kann als Sulfidierungsmittel auch anorganische(10 substances, such as alkyl disulfides, for the storage of Sulfur in metal compounds is known, for example from the publication by P. M. T r e i c h e I and Collaborator in!, Inorganic Chemistry «, 5, 1182 (1966). Inorganic sulfidizing agents can also be used
(>5 Schwefelhalogenide verwenden, beispielsweise Schwefelmonochlorid, Schwefeldichlorid, Schwefelmonobromid oder Schwefeldibromid. Gemäß einer weiteren Ausführungsform läßt sich ein Kobalt- oder Nickelsalz(> Use 5 sulfur halides, e.g. sulfur monochloride, Sulfur dichloride, sulfur monobromide or sulfur dibromide. According to another Embodiment can be a cobalt or nickel salt
19 3ί19 3ί
gleichzeitig sulfidieren und wasserfrei machen, indem man es mit einem Thionylhalogenid behandelt, beispielsweise mit Thionylchlorid oder Thionylbromid. Zum Beispiel erhält man durch Behandeln der Verbindung CoCh ■ 6 H2O mit überschüssigem Thionylchlorid ein s wasserfreies sulfidiertes Kobaltsalz, welches sich als Komponente für die erfindungsgemäß anzuwendenden Katalysatoren eignetsulfiding and anhydrous at the same time by treating it with a thionyl halide such as thionyl chloride or thionyl bromide. For example, treating the compound CoCh 6 H2O with excess thionyl chloride gives an anhydrous sulfided cobalt salt which is suitable as a component for the catalysts to be used according to the invention
Der Katalysatorträger besteht im allgemeinen aus einem praktisch kieselsäurefreien feuerfesten anorgani- ι ο sehen Metalloxyd, welches zur Hauptsache aus Aluminiumoxyd besteht. Beispiele für derartige Trägermaterialien sindThe catalyst support generally consists of a practically silica-free refractory inorganic ι ο see metal oxide, which mainly consists of aluminum oxide. Examples of such carrier materials are
Aluminiumoxyd, Magnesiumoxyd-Aluminiumoxyd, Wolframoxyd-Aluminiumoxyd,Aluminum oxide, magnesia-aluminum oxide, tungsten oxide-aluminum oxide,
Zirkonoxyd-Aluminiumoxyd,
Molybdänoxyd-Aluminiumoxyd und
Alunvniumoxyd-Titanoxyd-Zirkonoxyd.
Vorzugsweise enthält das Trägermaterial mindestens 75 Gewichtsprozent AJuminiumoxyd und insbesondere
mindestens 90 Gewichtsprozent Aluminiumoxyd.Zirconia-alumina,
Molybdenum oxide-aluminum oxide and
Aluminum oxide-titanium oxide-zirconium oxide.
The carrier material preferably contains at least 75 percent by weight aluminum oxide and in particular at least 90 percent by weight aluminum oxide.
Falls der Katalysator eine sulfidierte Nickelverbindung enthält, so wird als Trägermaterial ein kieselsäurehaltiges feuerfestes Oxyd bevorzugt, welches Kieselsäure als Hauptkomponente enthält. In diesem Fall besteht das kieselsäurehaltige feuerfeste Oxyd besonders zweckmäßig aus einer Mischung von Kieselsäure und Aluminiumoxyd mit einem Aluminiumoxydgehalt bis zu 30 Gewichtsprozent und vorzugsweise im Bereich von 5 bis 25 Gewichtsprozent.If the catalyst contains a sulphided nickel compound, the carrier material used is a one containing silicic acid refractory oxide is preferred, which contains silica as the main component. In this case there is the refractory oxide containing silica is particularly useful from a mixture of silica and Aluminum oxide with an aluminum oxide content of up to 30 percent by weight and preferably in the range of 5 up to 25 percent by weight.
Besonders günstige Ergebnisse werden erzielt, wenn der Träger vor dem Aufbringen der Kobalt- bzw. Nickelverbindung etwa 6 bis 24 Stunden lang bei einer Temperatur von 450 bis 6000C kalziniert worden ist.Particularly favorable results are achieved if the carrier has been calcined for about 6 to 24 hours at a temperature of 450 to 600 ° C. before the cobalt or nickel compound is applied.
Für die Herstellung des erfindungsgemäß eins :tzuuren Katalysators können die verschiedensten Arbeitsmethoden verwendet werden. Gemäß einer Ausführungsform wird das Kobalt- oder Nickelsalz vor dem Aufbringen auf das Trägermateria! sulfidiert. In diesem Fall wird die Sulfidierung des Metallsalzes in einem inerten Verdünnungsmittel bei einer Temperatur in einem Bereich von C bis 2000C und bei einem Druck von 1 bis 20 Atmosphären durchgeführt.A wide variety of working methods can be used for the preparation of the single catalyst according to the invention. According to one embodiment, the cobalt or nickel salt is applied to the carrier material! sulfided. In this case, the sulfidation of the metal salt is carried out in an inert diluent at a temperature in a range from C to 200 ° C. and at a pressure of 1 to 20 atmospheres.
Für diesen Zweck geeignete inerte Verdünnungsmittel sind Kohlenwasserstoffe, wenn sie keine ungesättigten aliphatischen Bindungen aufweisen, beispielsweise Hexan, Octan, Decan, Dodecan, Cyclohexan, Decahydronaphthalin, Benzol, Toluol und Xylol. Nachdem man das Metallsalz mit dem Sulfidierungsmittel behandelt hat, wird das sulfidierte Metallsalz mittels üblicher so Maßnahmen aus dem Verdünnungsmittel abgetrennt, beispielsweise durch Filtrieren, Dekantieren oder Abdampfen.Inert diluents suitable for this purpose are hydrocarbons if they are not unsaturated have aliphatic bonds, for example hexane, octane, decane, dodecane, cyclohexane, decahydronaphthalene, Benzene, toluene and xylene. After treating the metal salt with the sulfiding agent has, the sulfided metal salt by means of usual so Measures separated from the diluent, for example by filtration, decanting or Evaporation.
Gemäß einer anderen Arbeitsweise wird die nicht sulfidierte Kobalt- oder Nickelverbindung zunächst auf den Katalysatorträger aufgebracht und dann erst mit dem Sulfidierungsmittel behandelt. Bei dieser Ausführungsform wird der Katalysatorträger also zunächst mit dem Metallsalz imprägniert, und dann wird das auf dem Träger niedergeschlagene Metallsalz in der gleichen fio Weise sulfidiert, wie es vorstehend für das nicht auf einem Träger niedergeschlagene Metallsalz beschrieben ist, beispielsweise, indem man das auf dem Träger niedergeschlagene Metallsalz in einem inerten Verdünnungsmittel bei einer Temperatur in einem Bereich von h.s 0 bis 20O0C und einem Druck von 1 bis 20 Atmosphären mit dem Sulfidierungsmittel in Berührung bringt. Diese Arbeitsweise ist für die Herstellung der erfindungsgemaß einsetzbaren Katalysatoren bevorzugt.According to another procedure, the unsulfided cobalt or nickel compound is first applied to the catalyst support and only then treated with the sulfidizing agent. In this embodiment, the catalyst support is first impregnated with the metal salt, and then the metal salt deposited on the support is sulfided in the same way as it is described above for the metal salt not deposited on a support, for example, by the Carrier-deposited metal salt in an inert diluent at a temperature in a range from hs 0 to 20O 0 C and a pressure of 1 to 20 atmospheres with the sulfidating agent. This procedure is preferred for the preparation of the catalysts which can be used according to the invention.
Für die Herstellung eines Nickeloxyd-Katalysators wird das Nickeloxyd vorzugsweise vor der Sulfidierungsbehandlung auf dem Trägermaterial niedergeschlagen, wobei man das ausgewählte Trägermaterial, beispielsweise Kieselsäure-Aluminiumoxyd, mit einem Nickelsalz imprägniert, beispielsweise mit Nickelnitrat, anschließend das imprägnierte Trägermaterial trocknet und dann zwecks Umwandlung des Nickelsalzes in Nickeloxyd auf eine Temperatur im Bereich von 300 bis 700GC erhitzt. Nach einer anderen Ausführungsform kann man die wasserhaltigen Oxyde von Kieselsäure und/oder anderen Metallen, wie Aluminium, zusammen mit einem Nickelsalz mischfallen und dann die Nickelverbindung durch Erhitzen in einer nicht reduzierend wirkenden Atmosphäre bei einer Temperatur im Bereich von 300 bis 7000C in das Nickeloxyd überführen. Das mit Nickeloxyd beladene Trägermaterial enthält im allgemeinen 0,1 bis 20 Gewichtsprozent und vorzugsweise 3 bis 10 Gewichtsprozent Nickeloxyd, bezogen auf den Träger. Das auf dem Träger niedergeschlagene Nickeloxyd läßt sich mittels üblicher Methoden sulfidieren.For the production of a nickel oxide catalyst, the nickel oxide is preferably deposited on the support material before the sulfidation treatment, the selected support material, for example silica-aluminum oxide, impregnated with a nickel salt, for example with nickel nitrate, then the impregnated support material is dried and then for the purpose of converting the nickel salt heated in nickel oxide to a temperature in the range from 300 to 700 G C. According to another embodiment, the hydrous oxides of silicic acid and / or other metals, such as aluminum, can be mixed together with a nickel salt and then the nickel compound can be converted into the by heating in a non-reducing atmosphere at a temperature in the range from 300 to 700 ° C Transfer nickel oxide. The carrier material loaded with nickel oxide generally contains 0.1 to 20 percent by weight and preferably 3 to 10 percent by weight of nickel oxide, based on the carrier. The nickel oxide deposited on the support can be sulfided by conventional methods.
Die bevorzugte Arbeitsweise besteht darin, daß man das Trägermaterial mit einer Lösung der sulfidieren oder noch nicht sulfidierten Kobalt- oder Nickeiverbindung in einem flüssigen polaren organischen Lösungsmittel innig in Berührung bringt, welches vorzugsweise keine aktiven Wasserstoffatome und keine ungesättigten aliphatischen Kohlenstoffbindungen aufweist, d. h. keine nichtaromatischen ungesättigten Kohlenstoff-Kohlenstoffbindungen. Geeignete Lösungsmittel dieser Art sind sauerstoffhaltige Kohlenwasserstoffe, welche außer Kohlenstoffatomen und Wasserstoffatomen nur noch 1 bis 3 Sauerstoffatome enthalten, z. B. sauerstoffhaltige Kohlenwasserstoffe mit bis zu 10 Kohlenstoffe tomen, vorzugsweise bis zu 6 Kohlenstoffatomen, wie Dia'kylketone, z. B. Aceton, Methyläthylketone und Äthylbutylketon; Cycloalkylether, z. B. Dioxan,Tetrahydrofuran, und Tetrahydropyran, ferner acyclische Alkyläther, wie Dimethoxyäthan, Diäthylenglycoldimethyläther und Dibutyläther. Andere geeignete polare organische Lösungsmittel sind Nitrile, beispielsweise Acetonitril, ferner Dialkylamide, wie Dimethylformamid, und Dialkylsulfoxyde, wie Dimethylsulfoxyd. Bevorzugt werden im Rahmen der Erfindung Dialkylketone und Monocycloalkyläther eingesetzt, insbesondere Aceton und Tetrahydrofuran.The preferred procedure is that the carrier material with a solution of the sulfide or not yet sulfided cobalt or nickel compound in a liquid polar organic solvent brings intimately into contact, which preferably no active hydrogen atoms and no unsaturated has aliphatic carbon bonds, d. H. no non-aromatic carbon-carbon unsaturation. Suitable solvents of this type are oxygen-containing hydrocarbons, which apart from carbon atoms and hydrogen atoms only contain 1 to 3 oxygen atoms, e.g. B. oxygen-containing Hydrocarbons with up to 10 carbon atoms, preferably up to 6 carbon atoms, such as Dia'kyl ketones, e.g. B. acetone, methyl ethyl ketone and ethyl butyl ketone; Cycloalkyl ethers, e.g. B. dioxane, tetrahydrofuran, and tetrahydropyran, also acyclic alkyl ethers, such as dimethoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether and dibutyl ether. Other suitable polar organic solvents are nitriles, for example Acetonitrile, also dialkylamides, such as dimethylformamide, and dialkylsulfoxides, such as dimethylsulfoxide. In the context of the invention, preference is given to using dialkyl ketones and monocycloalkyl ethers, in particular Acetone and tetrahydrofuran.
Die Menge der auf den Katalysatorträger aufgebrachten Kobalt- oder Nickelverbindung ist nicht kritisch. Im allgemeinen sind 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Kobalt oder Nickelverbindung, bezogen auf das Trägermaterial, ausreichend, wobei Mengen von 0,5 bis 3 Gewichtsprozent bevorzugt werden.The amount of cobalt or nickel compound applied to the catalyst carrier is not critical. Generally 0.1 to 5 percent by weight cobalt or nickel compound is based on that Carrier material, sufficient, amounts of 0.5 to 3 percent by weight being preferred.
Die Behandlung des Katalysatorträgers mit der sulfidierten Kobalt- oder Nickelverbindung kann bei jeder beliebigen Temperatur erfolgen, wobei Temperaturen im Bereich von 20 bis 1500C besonders zweckmäßig sind. Auch der hierhei vorherrschende Druck ist nicht kritisch. Im allgemeinen sind Drücke im Bereich von 1 bis 50 Atmosphären befriedigend.The treatment of the catalyst support with the sulfided cobalt or nickel compound can be carried out at any temperature, with temperatures in the range of 20 to 150 0 C are particularly useful. The pressure here is not critical either. In general, pressures in the range of 1 to 50 atmospheres are satisfactory.
Nachdem men den Katalysatorträger mit der sulfidierten Metallverbindung behandelt hat, wird der Träger mii der darauf niedergeschlagenen Kobalt- oder Nickelverbincung aus der Lösungsmittelphase abgetrennt, beispielsweise durch Filtration oder Dekantieren. After men the catalyst carrier with the treated sulfided metal compound, the carrier with the deposited thereon cobalt or Nickel compound separated from the solvent phase, for example by filtration or decanting.
Außerordentlich aktive Katalysatorsysteme werdenExtremely active catalyst systems will be
erhalten, wenn der mit der Kobalt- oder Nickelverbindung beladene Träger auch noch mit einer Alkylalumir.iumverbindung behandelt wird, wobei Alkylaluminiumhalogenide und Trialkylaluminiumveruindungen für diesen Zweck bevorzugt werden. Geeignete Alkylaluminiumverbindungen sind Alkylalun.iniumsesquihalogenide der nachstehenden Formel I und Alkylaluminiumhalogenide sowie Trialkylaluminiumverbindungen der nachstehenden allgemeinen Formel Ilobtained when the carrier loaded with the cobalt or nickel compound also contains an alkylaluminium compound treated, with alkylaluminum halides and trialkylaluminum compounds for preferred for this purpose. Suitable alkyl aluminum compounds are alkylaluminium sesquihalides of the following formula I and alkylaluminum halides and trialkylaluminum compounds of following general formula II
R3Al2X3 R 3 Al 2 X 3
(II)(II)
In diesen Formeln bedeutet R eine Alkylgruppe mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen, X ist ein Halogenatom, vorzugsweise Chlor oder Brom, π ist eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 3. Geeignete Vertreter vor Alkylaluminiumsesquihalogeniden der Formel J sind Triäthylaluminiumsesquichlorid und Triäthylaluminiumsesquibromid.In these formulas, R denotes an alkyl group with up to 8 carbon atoms and preferably with up to 4 carbon atoms, X is a halogen atom, preferably chlorine or bromine, π is an integer with a value from 1 to 3. Suitable representatives of alkylaluminum sesquihalides of the formula J are triethylaluminum sesquichloride and triethylaluminum sesquibromide.
Geeignete Vertreter von Alkylaluminiumverbindungen der vorstehenden allgemeinen Formel II sind Alkylaluminiumdihalogenide, wie Äthylaluminiumdichlorid, Äthylaluminiumdibromid, Propylaluminiumdichlorid und Butylaluminiumdichlorid; Dialkylaluminiumhalogenide, wie Diäthylaluminiumchlorid, Dipropylaluminiumbromid und Dioctylaluminiumchlortd; ferner Trialkylaluminiumverbindungen, wie Triäthylaluminium, Tripopylaluminium, Tributylaluminium und Trioctylaluminium. Für die meisten Anwendungszwecke werden Alkylaluminiumverbindungen der Formel II, nämlich Alkylaluminiumhalogenide, wobei η 2 ist, besonders bevorzugt, beispielsweise Dialkylaluminiumhalogenide und insbesondere Diäthylaluminiumchlorid.Suitable representatives of alkyl aluminum compounds of the above general formula II are alkyl aluminum dihalides, such as ethyl aluminum dichloride, ethyl aluminum dibromide, propyl aluminum dichloride and butyl aluminum dichloride; Dialkyl aluminum halides such as diethyl aluminum chloride, dipropyl aluminum bromide and dioctyl aluminum chlorod; also trialkylaluminum compounds such as triethylaluminum, tripopylaluminum, tributylaluminum and trioctylaluminum. For most applications, alkylaluminum compounds of the formula II, namely alkylaluminum halides, where η is 2 , are particularly preferred, for example dialkylaluminum halides and especially diethylaluminum chloride.
Das Verhältnis von auf dem Trägermaterial niedergeschlagener Kobalt- oder Nickelverbindung zu der Alkylaluminiurnverbindung hängt zum Teil von der Art der verwendeten Alkylaluminiumverbindung ab. Die Menge der Alkylaluminiumverbindungen wird derart gewählt, daß das Verhältnis der durch die Alkylaluminiumverbindung zur Verfügung gestellten Alkylaluminiumbindungen je Kobalt- oder Nickelatomen in der auf dem Trägermaterial niedergeschlagenen Metallverbindung im Bereich 2:1 bis 10:1 und vorzugsweise im Bereich von 3:1 bis 6:1 liegt. Obwohl Salze des dreiwertigen Kobalts größere Mengen an der reduzierend wirkenden Alkylaluminiumverbindung benötigen als ein Salz des zweiwertigen Kobalts, sind die vorstehend angegebenen Mengen an Alkylaluminiumverbindung im allgemeinen ausreichend, damit in den Oligomerisierungs-Katalysatoren sowohl Salze des zweiwertigen Kobalts als auch des dreiwertigen Kobalts vorliegen.The ratio of cobalt or nickel compound deposited on the substrate to the Alkyl aluminum compound depends in part on the type of alkyl aluminum compound used. the The amount of the alkyl aluminum compounds is chosen so that the ratio of the alkyl aluminum compound provided alkylaluminum bonds per cobalt or nickel atoms in the the metal compound deposited on the carrier material in the range 2: 1 to 10: 1 and preferably in Range from 3: 1 to 6: 1. Although salts of trivalent cobalt have larger amounts of the reducing acting as a divalent cobalt salt, are the The amounts of alkylaluminum compound given above are generally sufficient to allow in the Oligomerization catalysts both salts of divalent cobalt and trivalent cobalt are present.
Die Alkylaluminiumverbindung wird vorzugsweise in einem inerten Verdünnungsmittel, welches bei Reaktionstemperatur und Reaktionsdruck flüssig ist, mit der auf dem Trägermaterial niedergeschlagenen sulfidierten Metallverbindung in Berührung gebracht. Geeignete Reaktionsverdünnungsmittel sind Kohlenwasserstoffe, welche keine aliphatischen ungesättigten Bindungen enthalten, beispielsweise Hexan, Decan, Cyclohexan, Decahydronaphthalin, Benzol und Toluol. Vorzugsweise enthalten diese Verdünnungsmittel aliphatisch gesättigte Alkane mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen im Molekül.The alkyl aluminum compound is preferably in an inert diluent which is at reaction temperature and the reaction pressure is liquid with that of the sulfided deposited on the support material Metal connection brought into contact. Suitable reaction diluents are hydrocarbons, which do not contain any aliphatic unsaturated bonds, for example hexane, decane, cyclohexane, Decahydronaphthalene, benzene and toluene. These diluents preferably contain aliphatically saturated ones Alkanes with 6 to 12 carbon atoms in the molecule.
Diese Behandlung wird zweckmäßig bei Temperaturen im Bereich von -15°Cbis +50"C durchgeführt, die
stärker reaktiven Trialkylaluminiumverbindungen sowie Alkylaluminiumsesquihalogenide werden vorzugsweise
bei einer Temperatur im unteren genannten Bereich mit einer auf dem Trägermaterial niedergeschlagenen
kobalthaltigen Verbindung in Berührung s gebracht, beispielsweise bei einer Temperatur zwischen
- 15° C und 0° C. Der dabei verwendete A rbeitsdruck ist
nicht kritisch, und Drücke im Bereich von 1 bis 50 Atmosphären haben sich als zweckmäßig erwiesen.
Anschließend wird der so hergestellte Oligomerisierungs-Katalysator
in üblicher Weise von dem Verdünnungsmittel abgetrennt, beispielsweise durch Filtrieren
oder Dekantieren. In den meisten Fällen ist es jedoch sehr zweckmäßig, für die Äthyleti-Oligomerisierung
direkt eine Mischung aus dem Verdünnungsmittel undThis treatment is expediently carried out at temperatures in the range from -15 ° C to +50 "C. The more reactive trialkylaluminum compounds and alkylaluminum sesquihalides are preferably brought into contact with a cobalt-containing compound deposited on the support material, for example a Temperature between -15 ° C and 0 ° C. The working pressure used is not critical, and pressures in the range of 1 to 50 atmospheres have been found to be useful.
The oligomerization catalyst prepared in this way is then separated off from the diluent in the customary manner, for example by filtration or decanting. In most cases, however, it is very expedient to use a mixture of the diluent and directly for the ethylethylene oligomerization
is dem Katalysator zu verwenden, insbesondere wenn für die Oligomerisierung sowieso ein Verdünnungsmittel mitverwendet werden muß.is to use the catalyst, especially if for the oligomerization anyway a diluent must be used.
Die Menge des für die Oligomerisierung verwendeten Katalysators kann in weiten Bereichen variieren. Im allgemeinen ergeben Katalysatorkonzentraiionen von 1 bis 200 Gewichtsprozent, bezogen auf Äthylen, sehr befriedigende Ergebnisse, wobei Katalysatormengen von 10 bis 100 Gewichtsprozent, bezogen auf Äthylen, bevorzugt sind.The amount of catalyst used for the oligomerization can vary within wide limits. in the generally result in catalyst concentrations of 1 up to 200 percent by weight, based on ethylene, very satisfactory results, with amounts of catalyst from 10 to 100 percent by weight, based on ethylene, are preferred.
Falls ein Reaktionsverdünnungsmittel verwendet wird, kann es dem für die Herstellung des Katalysators verwendeten Verdünnungsmittel gleich sein oder ihm ähneln. Bei bestimmten Ausführungsformen des crfindungsgemäßen Verfahrens dient eine Anteilsmenge des oligomeren Produktes mindestens zum Teil als ein solches Reaktionsverdünnungsmittel, und dann braucht weniger Verdünnungsmitlei zusätzlich beigemischt zu werden. Mengen bis zu 5 Mol Verdünnungsmittel je Mol Äthylen sind sehr zweckmäßig. Die Äihylen-Oligomerisierung wird im allgemeinen unter inerten Bedingungen durchgeführt, so daß der Reaktionsraum praktisch wasserfrei und im wesentlichen sauerstofffrei ist.If a reaction diluent is used, it can be that for the preparation of the catalyst used diluent must be the same or similar. In certain embodiments of the inventive A proportion of the oligomeric product serves at least in part as a process such reaction diluent, and then less diluent needs to be additionally admixed will. Quantities of up to 5 moles of diluent per mole of ethylene are very useful. Ethylene Oligomerization is generally carried out under inert conditions, so that the reaction space is practical is anhydrous and essentially oxygen-free.
Gemäß einer Ausführungsform werden der Katalysator und das Verdünnungsmittel in einen Autoklav oder einen entsprechenden Druckreaktor eingespeist, dann wird das Äthylen zugeführt, und diese Reaktionsmischung wird während des gewünschten Zeitraumes bei der Reaktionstemperatur und bei dem Reaktionsdruck gerührt. Gemäß einer anderen Ausführungsform wirdAccording to one embodiment, the catalyst and the diluent are in an autoclave or fed into a corresponding pressure reactor, then the ethylene is fed, and this reaction mixture is for the desired period of time at the reaction temperature and at the reaction pressure touched. According to another embodiment,
die Äthylenbeschickung als Lösung in flüssiger Phase in einem Reaktionsverdünnungsmittel kontinuierlich durch eine Reaktionszone hindurchgeleitet, in welcher der Katalysator angeordnet ist. Auf jeden Fall wird die Oligomerisierung bei mäßigen Temperaturen undthe ethylene feed as a liquid phase solution in a reaction diluent continuously passed through a reaction zone in which the catalyst is arranged. In any case, the Oligomerization at moderate temperatures and
so Drücken durchgeführt Geeignete Reaktionstemperaturen liegen im Bereich von 20 bis 200° C und vorzugsweise im Bereich von 20 bis 1000C. Die Reaktion erfolgt bei oder oberhalb Atmosphärendruck. Typische Drücke liegen im Bereich von 1 bis 80 Atmosphären, wobei Drücke im Bereich von 2 bis 35 Atmosphären bevorzugt sind.Press so implemented Suitable reaction temperatures are in the range of 20 to 200 ° C and preferably in the range of 20 to 100 0 C. The reaction takes place at or above atmospheric pressure. Typical pressures range from 1 to 80 atmospheres, with pressures in the range from 2 to 35 atmospheres being preferred.
Nach Beendigung der Reaktion kann die Reaktionsmischung aufgetrennt, und die gebildeten oligomeren Produkte können in an sich bekannter Weise isoliertAfter the reaction has ended, the reaction mixture can be separated and the oligomers formed Products can be isolated in a manner known per se
ho werden, beispielsweise durch fraktionierte Destillation, selektive Extraktion, Adsorption oder ähnliche Maßnahmen. Das Reaktionsverdünnungsmittel, der Katalysator und nicht umgesetzte Olefinbeschickung werden mit Vorteil im Kreislauf in die Reaktionszoneho be, for example by fractional distillation, selective extraction, adsorption or similar measures. The reaction diluent, catalyst and unreacted olefin feed are used with advantage in the circuit in the reaction zone
hs zurückgeführt.hs returned.
Die auf diese Weise gewonnenen Oligomerisierungsprodukte des Äthylens sind für die verschiedensten Anwendungszwecke verwendbar und stellen Handels-The oligomerization products obtained in this way of ethylene can be used for a wide variety of purposes and represent commercial
chemikalien dar. Oligomere, welche noch äthylenischen Charakter haben, können durch eine übliche Oxosynthese in Aldehyde überführt werden, welche dann mittels üblicher Katalysatoren zu den entsprechenden Alkoholen hydrierbar sind. Andererseits können als Reaktions- s produkte anfallende Olefine durch eine mittels Schwefelsäure katalysierte Wasseranlagerung in sekundäre und tertiäre Alkohole überführt werden. Die auf diese Weise zugänglichen Q2 — Cjo-Alkohole lassen sich durch Umsetzung mit Äthylenoxyd in Gegenwart eines basischen Katalysators, wie Natriumhydroxyd, zu bekannten Detergentien äthoxylieren, und Alkohole von niedrigem Molekulargewicht können durch Reaktion mit mehrbasischen Säuren, wie Phthalsäure, unter Bildung von Weichmachern für Polyvinylchlorid verestert werden.chemicals. Oligomers which are still ethylenic in character can be converted into aldehydes by a conventional oxo synthesis, which can then be hydrogenated to the corresponding alcohols by means of conventional catalysts. On the other hand, olefins obtained as reaction products can be converted into secondary and tertiary alcohols by an addition of water catalyzed by sulfuric acid. The Q 2 - Cjo alcohols accessible in this way can be ethoxylated by reaction with ethylene oxide in the presence of a basic catalyst, such as sodium hydroxide, to give known detergents, and alcohols of low molecular weight can be reacted with polybasic acids, such as phthalic acid, to form plasticizers be esterified for polyvinyl chloride.
a) 10 g eines handelsüblichen wasserfreien zweiwertigen Kobaltchlorids werden zusammen mit 0,7 g Cyclohexenylsulfid eine Stunde lang bei einer Temperatur von 25°C verrührt. Das sulfidierte Kobaltchlorid wird dann abfiltriert, mit n-Heptan gewaschen und unter Vakuum bei einer Temperatur von 25°C getrocknet. Die Elementaranalyse bestätigt, daß das Kobaltchlorid bis zu 0,43 Gewichtsprozent Schwefelgehalt, bezogen auf das Kobaltchlorid, sulfidiert worden ist.a) 10 g of a commercially available anhydrous divalent cobalt chloride together with 0.7 g Cyclohexenyl sulfide stirred for one hour at a temperature of 25 ° C. The sulfided cobalt chloride is then filtered off, washed with n-heptane and dried under vacuum at a temperature of 25 ° C. the Elemental analysis confirms that the cobalt chloride has a sulfur content of up to 0.43 percent by weight, based on the cobalt chloride, has been sulfided.
Durch eine entsprechende Arbeitsweise werden 10 g Kobaltchlorid mit 10 g Cyclohexenylsulfid während 20 Stunden bei einer Temperatur von 25° C sulfidiert. Das erhaltene Kobaltchlorid enthält 5,6 Gewichtsprozent Schwefel.By means of a corresponding procedure, 10 g of cobalt chloride are mixed with 10 g of cyclohexenyl sulfide over the course of 20 Sulphided at a temperature of 25 ° C for hours. The cobalt chloride obtained contains 5.6 percent by weight Sulfur.
b) Mittels dieser sulfidierten Kobaltchloride sowie eines handelsüblichen Kobaltchlorids werden Katalysatoren hergestellt, indem man 50 ml gesättigten Tetrahydrofuran-Lösung des betreffenden Kobaltsalzes bei einer Temperatur von 25°C mit einem handelsüblichen kalzinierten Aluminiumoxyd in Berührung bringt. Der Katalysator wird dann aus der Tetrahydrofuran-Lösung abgetrennt, mit n-Heptan gewaschen und mit einer Lösung von 1 g Diäthylaluminiumchlorid in n-Heptan in Berührung gebracht. Dieses Katalysatorsystem wird dann zusammen mit n-Heptan als Lösungsmittel in einen gerührten Autoklav eingespeist. Außerdem wird der Autoklav mit 20 g Äthylen beschickt. Man hält den Autoklav auf einer Temperatur von 25°C. Die verwendeten Reaktionsbedingungen, die Selektivität in bezug auf die Bildung der verschiedenen Oligomere und der Gehalt an geradkettigen Produkten ergibt sich aus der nachstehenden Tabelle I. Die Produktverteilung wird durch Gas-Flüssig-Chromatographie des olefinischen Reaktionsproduktes bestimmt, und der Gehalt an geradkettigen Verbindungen wird durch Gas-Flüssig-Chromatographie der hydrierten Reaktionsproduktmischung bestimmtb) These sulfided cobalt chlorides and a commercially available cobalt chloride are used as catalysts prepared by adding 50 ml of saturated tetrahydrofuran solution of the cobalt salt in question at a temperature of 25 ° C with a commercially available calcined aluminum oxide. Of the Catalyst is then separated from the tetrahydrofuran solution, washed with n-heptane and with a Solution of 1 g of diethylaluminum chloride in n-heptane brought into contact. This catalyst system will then fed into a stirred autoclave together with n-heptane as solvent. Also will the autoclave is charged with 20 g of ethylene. The autoclave is kept at a temperature of 25 ° C. the reaction conditions used, the selectivity with respect to the formation of the various oligomers and the content of straight-chain products is shown in Table I. The product distribution is determined by gas-liquid chromatography of the olefinic reaction product, and the content of Straight chain compounds are determined by gas-liquid chromatography of the hydrogenated reaction product mixture certainly
5555
Versuchattempt
A
(Vergleich)A.
(Comparison)
(Vergleich)(Comparison)
6060
Aus der vorstehenden Tabelle ergibt sich, daß die günstigsten Ergebnisse mittels der Katalysatorzusammensetzung von Versuch B erzielt werden, dessen Kobaltkomponente zu weniger als 5 Gewichtsprozent sulfidiert worden ist.From the table above it can be seen that the most favorable results are obtained by means of the catalyst composition can be achieved by experiment B, the cobalt component of less than 5 percent by weight has been sulfided.
a) 10 g eines im Handel erhältlichen wasserfreien zweiwertigen Kobaltchlorids werden 24 Stunden lang bei einer Temperatur von 77°C zusammen mit 5 g S2CI2 in einer Lösung von Tetrachlorkohlenstoff gerührt. Das so erhaltene schwefelhaltige Kobaltsalz wird dann abfiltriert, mit n-Heptan gewaschen und 3 Stunden lang im Vakuum bei einer Temperatur von 25°C getrocknet. Die Elementaranalyse bestätigt, daß das Kobaltchlorid bis zu einem Schwefelgehalt von 0,45 Gewichtsprozent sulfidiert worden ista) 10 g of a commercially available anhydrous divalent cobalt chloride are added for 24 hours stirred at a temperature of 77 ° C together with 5 g of S2CI2 in a solution of carbon tetrachloride. That sulfur-containing cobalt salt thus obtained is then filtered off, washed with n-heptane and held for 3 hours dried in vacuo at a temperature of 25 ° C. Elemental analysis confirms that the cobalt chloride has been sulfided to a sulfur content of 0.45 percent by weight
Durch eine entsprechende Arbeitsweise wird unter Verwendung von Schwefeldichlorid (SCI2) ein sulfidiertes Kobaltchlorid hergestellt, welches 0,06 Gewichtsprozent Schwefel enthält.A sulphidated one becomes a sulphided one by using sulfur dichloride (SCI2) Cobalt chloride produced, which contains 0.06 percent by weight sulfur.
b) Diese schwefelhaltigen Kobaltsalze werden auf ein Trägermaterial niedergeschlagen, indem man jeweils eine gesättigte Lösung des Salzes in Aceton mit kalziniertem Aluminiumoxyd in Berührung bringt und dann das auf dem Trägermaterial niedergeschlagene Kobaltsalz gemäß der Arbeitsweise von Beispiel Ib mit Diäthylaluminiumchlorid behandelt Auf diese Weise werden Katalysatoren erhalten, welche jeweils 1 Gewichtsprozent Kobaltmetall auf Aluminiumoxyd enthalten. Diese Katalysatoren werden dann für die Oligomerisierung von Äthylen in einen Autoklav eingesetzt In der nachstehenden Tabelle II sind die jeweils verwendeten Kobaltsalze, die Reaktionsbedingungen, die Selektivität der verschiedensten oligomeren Produkte und der Prozentgehalt an geradkettigen Reaktionsprodukten zusammengestelltb) These sulfur-containing cobalt salts are deposited on a carrier material by each brings a saturated solution of the salt in acetone into contact with calcined aluminum oxide and then the cobalt salt deposited on the support material according to the procedure of Example Ib Diethylaluminum chloride treated. In this way, catalysts are obtained which each have 1 Contains percent by weight of cobalt metal on aluminum oxide. These catalysts are then used for the Oligomerization of ethylene used in an autoclave In Table II below are the cobalt salts used in each case, the reaction conditions, the selectivity of the various oligomers Products and the percentage of straight-chain reaction products compiled
.1°.1 °
a) 238 g zweiwertiges Kobaltchlorid-hexahydrat werden 3 Stunden lang bei einer Temperatur von 25°C mit 714 g Thionylchlorid verrührt, und anschließend erhitzt man noch 15 Stunden lang auf einem Wasserbad. Dieses sulfidierte Kobaltsalz wird dann abfiltriert, mit Heptan gewaschen und 3 Stunden lang unter Vakuum (5 mm Hg) bei einer Temperatur von 1000C getrocknet. Durch Elementaranalyse wurde festgestellt, daß das Kobaltchlorid bis zu einem Schwefelgehalt von 1,4 Gewichtsprozent sulfidiert worden ist.a) 238 g of divalent cobalt chloride hexahydrate are stirred for 3 hours at a temperature of 25 ° C with 714 g of thionyl chloride, and then heated for 15 hours on a water bath. This sulfided cobalt salt is then filtered, washed with heptane and 3 hours (5 mm Hg) dried under vacuum at a temperature of 100 0 C. Elemental analysis determined that the cobalt chloride had been sulfided to a sulfur content of 1.4 percent by weight.
b) Anschließend wird eine gesättigte Acetonlösung dieses sulfidierten Kobaltchlorids mit kalziniertem Aluminiumoxyd in Berührung gebracht. Auf diese Weise wird ein Katalysator hergestellt, welcher 1,4 Gewichtsprozent Kobaltmetall, bezogen auf das Trägermaterial, enthält. 10 g des Trägermaterials mit silfidierter Kobaltverbindung werden dann 5 Minuten lang bei einer Temperatur von 20° C mit einer Lösung von 1 g Diäthylaluminiumchlorid in Heptan behandelt. Dieser Katalysator wird für die Äthylen-Oligomerisierung in einem Autoklav verwendet. In der nachstehenden Tabelle III sind die Mengen der eingesetzten Reaktionskomponenten, die Reaktionsbedingungen, die Selektivität bezüglich der Bildung der verschiedenen Oligomeren und der Anteil an geradkettigen Verbindungen im Reaktionsprodukt zusammengestellt.b) A saturated acetone solution of this sulfided cobalt chloride is then brought into contact with calcined aluminum oxide. In this way, a catalyst is produced which contains 1.4 percent by weight of cobalt metal, based on the support material. 10 g of the support material with a silfidized cobalt compound are then treated for 5 minutes at a temperature of 20 ° C. with a solution of 1 g of diethylaluminum chloride in heptane. This catalyst is used for ethylene oligomerization in an autoclave. Table III below shows the amounts of the reaction components used, the reaction conditions, the selectivity with regard to the formation of the various oligomers and the proportion of straight-chain compounds in the reaction product.
Beispiel 4
(nur zum Vergleich)Example 4
(only for comparison)
20 g Aktivkohle (Norit A) werden nacheinander mit 5 Anteilsmengen von je 100 ml einer 1,6 n-Salpetersäure bei einer Temperatur von 8O0C und anschließend mit 500 ml destilliertem Wasser gewaschen. Man trocknet dann die so behandelte Aktivkohle 15 Stunden lang an der Luft bei einer Temperatur von 120° C und 3 Stunden lang bei einer Temperatur von 3000C in Stickstoffatmosphäre. Die getrocknete Aktivkohle wird anschließend 30 Minuten lang bei einer Temperatur von 250C mit einer Lösung von 30 g zweiwertigem Kobaltchloridhexahydrat in 20 ml Wasser verrührt. Nach dem Abfiltrieren trocknet man 1 Stunde lang bei 1200C an der Luft und 30 Minuten lang bei 3000C in einer Stickstoffatmosphäre. Durch Elementaranalyse wird festgestellt, daß dieser Katalysator 17,9 oewichtsprozent Kobalt enthält.20 g of activated charcoal (Norit A) are mixed with 5 aliquots of 100 ml each of a succession then washed 1.6 N nitric acid at a temperature of 8O 0 C and treated with 500 ml of distilled water. It is then dried, the thus treated active carbon for 15 hours in air at a temperature of 120 ° C and 3 hours at a temperature of 300 0 C in a nitrogen atmosphere. The dried activated carbon is then stirred for 30 minutes at a temperature of 25 ° C. with a solution of 30 g of divalent cobalt chloride hexahydrate in 20 ml of water. After filtering off, drying is carried out for 1 hour at 120 ° C. in the air and for 30 minutes at 300 ° C. in a nitrogen atmosphere. It is determined by elemental analysis that this catalyst contains 17.9 percent by weight cobalt.
11,7g des Katalysators werden zusammen mit 4 ml Diäthylaluminiumchlorid und 60 ml n-Heptan in einen Autoklav von 300 ml Fassungsvermögen eingespeist. Der Autoklav wird l'/4 Stunden lang auf einer Timperatur von 25 bis 300C gehalten, wobei gleichzeitig kontinuierlich 123 g Äthylen eingespeist werden, um einen Druck von 20 bis 27 Atmosphären aufrechtzuerhalten. Die Äthylenumwandlung beträgt 98%. In der nachstehenden Tabelle IV ist die Selektivität in bezug auf die Bildung der verschiedenen Oligomere und der Anteil an geradkettigen Produkten zusammengestellt.11.7 g of the catalyst are fed together with 4 ml of diethylaluminum chloride and 60 ml of n-heptane into an autoclave with a capacity of 300 ml. The autoclave is l / 4 hours' is held on a Timperatur 25-30 0 C, while simultaneously continuously 123 g of ethylene are fed to maintain a pressure from 20 to 27 atmospheres. The ethylene conversion is 98%. Table IV below shows the selectivity with respect to the formation of the various oligomers and the proportion of straight-chain products.
OligomerOligomer
5555
60 Selektivität60 selectivity
Geradkeltiges ProduktStraight product
.15.15
4040
a) 4,2 g wasserfreies Nickeldichlorid werden 7 Stunden lang bei einer Temperatur von etwa 1100C mit einer Lösung von 0,9 ml Cyclohexenepisulfid in 25 ml Toluol verrührt. Anschließend wird das sulfidierte Nickelchlorid abfiltriert, mit n-Heptan gewaschen und im Vakuum bei einer Temperatur von 25° C getrocknet. Die Elementaranalyse bestätigt, daß das Nickeldichlorid bis zu einem Schwefelgehalt von 0,4 Gewichtsprozent sulfidiert worden ist. 1 g dieses sulfidierten Nickelchlorids wird dann 48 Stunden lang bei etwa 110° C mit 10 g eines im Handel erhältlichen kalzinierten Aluminiumoxyds in 25 ml Toluol in Berührung gebracht Der so gewonnene Katalysator wird anschließend aus der Lösung abgetrennt und mit 1,0 g Diäthylaluminiumchlorid in 10 ml n-Heptan behandelt. Das so gewonnene Katalysatorsystem wird dann in einen gerührten Autoklav eingetragen. Außerdem wird der Autoklav mit 15 g Äthylen beschickt Die dabei angewendeten Reaktionsbedingungen und die Ergebnisse dieses Versuchs sind nachstehend in Tabelle V unter Versuch A zusammengestellt a) 4.2 g of anhydrous nickel dichloride are stirred for 7 hours at a temperature of about 110 ° C. with a solution of 0.9 ml of cyclohexene episulfide in 25 ml of toluene. The sulfided nickel chloride is then filtered off, washed with n-heptane and dried in vacuo at a temperature of 25 ° C. The elemental analysis confirms that the nickel dichloride has been sulfided to a sulfur content of 0.4 percent by weight. 1 g of this sulfided nickel chloride is then for 48 hours at about 110 ° C with 10 of a commercially available calcined aluminum oxide in 25 ml of toluene g brought into contact with the catalyst so obtained is then separated from the solution and with 1.0 g of diethylaluminum chloride in 10 ml of n-heptane treated. The catalyst system obtained in this way is then introduced into a stirred autoclave. In addition, the autoclave is charged with 15 g of ethylene. The reaction conditions used and the results of this experiment are summarized in Table V under Experiment A below
b) 700 ml einer Tetrahydrofuran-Lösung, welche mit wasserfreiem Nickelchlorid gesättigt ist, werden 4 Tage lang bei einer Temperatur von 25° C mit 20 g Aluminiumoxyd in Berührung gebracht Das imprä-b) 700 ml of a tetrahydrofuran solution, which with anhydrous nickel chloride is saturated, will be 4 days brought into contact with 20 g of aluminum oxide at a temperature of 25 ° C.
gnierte Trägermaterial wird anschließend abgetrennt und 6 Stunden lang bei einer Temperatur von 25°C im Vakuum getrocknet (2 mm Hg). Die Elementaranalyse bestätigt, daß das Trägermaterial 1,5 Gewichtsprozent Nickel, berechnet als elementares Nickel, enthält.Gnated carrier material is then separated and for 6 hours at a temperature of 25 ° C im Vacuum dried (2 mm Hg). Elemental analysis confirmed that the carrier material was 1.5 percent by weight Contains nickel, calculated as elemental nickel.
4 g dieses mit Nickel beladenen Trägermaterials werden V2 Stunde lang bei einer Temperatur von 1100C mit 0,16^ Cyclohexenepisulfid in 16 ml Toluol behandelt. Der sulfidierte Katalysator wird dann abfiltriert, mit Heptan gewaschen und im Vakuum getrocknet. Die Elementaranalyse bestätigt, daß der Katalysator 0,3 Gewichtsprozent Schwefel enthält bzw. 20 Gewichtsprozent Schwefel, bezogen auf den Gehalt an Nickel. 1 g des sulfidierten Katalysators wird dann mit 2 Moläquivalenten Diäthylaluminium, bezogen auf den Nickelgehail, in 2 mi Heptan behandelt. Die den Katalysator enthaltende Lösung sowie weitere 30 ml Heptan werden anschließend in einen Autoklav eingetragen. Der Autoklav wird außerdem mit 15 g Äthylen beschickt. In der nachstehenden Tabelle V sind unter Versuch B die angewendeten Reaktionsbedingungen und die dabei erhaltenen Ergebnisse zusammengestellt.4 g of this nickel-laden support material are treated with 0.16 ^ cyclohexene episulfide in 16 ml of toluene at a temperature of 110 ° C. for 1/2 hour. The sulfided catalyst is then filtered off, washed with heptane and dried in vacuo. The elemental analysis confirms that the catalyst contains 0.3 percent by weight of sulfur or 20 percent by weight of sulfur, based on the nickel content. 1 g of the sulfided catalyst is then treated with 2 molar equivalents of diethylaluminum, based on the nickel content, in 2 ml of heptane. The solution containing the catalyst and a further 30 ml of heptane are then introduced into an autoclave. The autoclave is also charged with 15 g of ethylene. In Table V below, under Experiment B, the reaction conditions used and the results obtained are compiled.
c) 1 g des mit Nickel gemäß Abschnitt b) beladenen Trägermaterials, welches jedoch nicht sulfidiert ist, wird mit 2 Moläquivalenten Diäthylaluminiumchlorid in 2 ml n-Heptan behandelt. Auch der so gewonnene Katalysator wird anschließend für die Oligomerisierung von Äthylen eingesetzt (Vergleichsversuch). Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle V unter Versuch C wiedergegeben.c) 1 g of the support material loaded with nickel according to section b), but which is not sulfided treated with 2 molar equivalents of diethylaluminum chloride in 2 ml of n-heptane. Also the catalyst obtained in this way is then used for the oligomerization of ethylene (comparative experiment). The one with it The results obtained are shown in Table V under Experiment C below.
Versuch
A Battempt
AWAY
(Vergleich)(Comparison)
a) Man imprägniert 30 g Kieselsäure-Aluminiumoxyd mit einem Aluminiumoxydgehalt von 25 Gewichtsprozent und einer spezifischen Oberfläche von etwa 200m2/g bei einer Temperatur von 25°C mit einer Lösung von 6 g Nickelnitrat in 27 ml Wasser. Das imprägnierte Trägermaterial wird anschließend getrocknet und 4 Stunden lang bei einer Temperatur von 525° C an der Luft kalziniert Der so erhaltene Katalysator enthält 3,6 Gewichtsprozent Nickel, berechnet als elementares Nickel, bezogen auf das Trägermaterial aus Kieselsäure-Aluminiumoxyd.a) 30 g of silica-aluminum oxide with an aluminum oxide content of 25 percent by weight and a specific surface area of about 200 m 2 / g are impregnated at a temperature of 25 ° C. with a solution of 6 g of nickel nitrate in 27 ml of water. The impregnated support material is then dried and calcined in air for 4 hours at a temperature of 525 ° C. The catalyst obtained in this way contains 3.6 percent by weight of nickel, calculated as elemental nickel, based on the support material of silica-aluminum oxide.
Für die Sulfidierung werden 10 g des nickeloxydhaltigen Trägermaterials 5 Stunden lang bei einer Temperatur von 500C mit 0,1g Dimethyldisulfid in 30 ml n-Heptan behandelt. Der Katalysator wird anschließend abfiltriert, mit n-Heptan behandelt und bei einer Temperatur von 25°C im Vakuum getrocknet. Die Elementaranalyse bestätigt, daß der Katalysator bis zu einem Schwefelgehalt von 0,29 Gewichtsprozent, bezogen auf das Trägermaterial, sulfidiert worden ist.For the sulfidation, 10 g of the support material nickeloxydhaltigen for 5 hours at a temperature of 50 0 C with 0.1 g of dimethyl disulfide in 30 ml of n-heptane treated. The catalyst is then filtered off, treated with n-heptane and dried at a temperature of 25 ° C. in vacuo. The elemental analysis confirms that the catalyst has been sulfided up to a sulfur content of 0.29 percent by weight, based on the support material.
b) Gemäß einer entsprechenden Arbeitsweise wird ein Katalysator hergestellt, welcher Nickeloxyd auf einem Trägermaterial aus Kieselsäure-Aluminiumoxyd niedergeschlagen enthält, wobei der Nickelgehalt 10 Gewichtsprozent beträgt. Anschließend sulfidiert man, wie in Abschnitt a) beschrieben, wodurch man einen Katalysator erhält, der 2 Gewichtsprozent Schwefel, bezogen auf das Trägermaterial, aufweist.b) According to a corresponding procedure, a catalyst is prepared which has nickel oxide contains deposited on a support material made of silica-aluminum oxide, the nickel content being 10 Weight percent is. Then it is sulfided as described in section a), whereby one A catalyst is obtained which has 2 percent by weight sulfur, based on the support material.
c) Mittels dieser Katalysatoren werden eine Reihe von Oligomerisierungsversuchen durchgeführt, wobei jeweils ein Reaktor mit 50 g Äthylen, 60 ml Heptan und 5 g des betreffenden Katalysators beschickt wird. In der nachstehenden Tabelle Vl sind die angewendeten Reaktionsbedingungen sowie die dabei erhaltenen Ergebnisse zusammengestellt. Versuch A bezieht sich dabei auf den nicht sulfidierten, Nickeloxyd enthaltenden Katalysator von a). Versuch B bezieht sich auf den sulfidierten, Nickeloxyd enthaltenden Katalysator von a), und Versuch C bezieht sich auf den sulfidierten, Nickeloxyd enthaltenden Katalysator von b).c) Using these catalysts, a series of oligomerization attempts are carried out, wherein each reactor is charged with 50 g of ethylene, 60 ml of heptane and 5 g of the catalyst in question. In the Table VI below shows the reaction conditions used and those obtained Results compiled. Experiment A relates to the non-sulfided, nickel oxide-containing Catalyst of a). Experiment B relates to the sulfided, nickel oxide-containing catalyst of a), and Experiment C relates to the sulfided, nickel oxide-containing catalyst from b).
Claims (3)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US73880268A | 1968-06-21 | 1968-06-21 | |
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