Regenerierung fester Katalysatoren für die Isobutan-Buten-Alkylierung durch hydrierende Behandlung in flüssiger Phase

Doctoral thesis German OPEN
Klingmann, Raoul (2005)
  • Related identifiers: doi: 10.18419/opus-787
  • Subject: Alkylierung , Regeneration <Chemie> , Desaktivierung , Katalysator , Zeolith X | 540 | alkylation , regeneration , zeolite , catalyst , deactivation

In der vorliegenden Arbeit wurde die Regenerierung fester Katalysatoren für die Isobutan/Buten-Alkylierung durch hydrierende Behandlung in flüssiger Phase untersucht. Als Katalysatoren dienten edelmetallhaltige Zeolithe des Typs La-X (FAU). Die Alkylierungs- und Regenerierungsexperimente wurden in einer Apparatur mit kontinuierlich betriebenem Rührkesselreaktor und Analytikeinheit mit On-line-Probenahmevorrichtung durchgeführt. Zunächst wurde der Aufbau der Koksdeposite in Abhängigkeit von der kumulativen Katalysatorbelastung untersucht. Es wurde beobachtet, dass die Beladung des Katalysators mit Koksdepositen in der Alkylierungsperiode nur langsam ansteigt. Die während der Umsetzung gebildeten Koksdeposite zeichnen sich durch ein niedriges nH/nC-Verhältnis aus. Durch UV/VIS-Spektroskopie konnten ungesättigte Carbokationen detektiert werden, die vermutlich durch irreversible Adsorption an den sauren Zentren des Katalysators für dessen Desaktivierung verantwortlich sind. Ist die Desaktivierung so weit fortgeschritten, dass es zu einem Rückgang des Butenumsatzes kommt, erfolgt eine starke Zunahme der Masse der Deposite. Diese Zunahme ist begleitet von einem Anstieg des nH/nC-Verhältnisses und einem starken Rückgang der spezifischen Oberfläche des Katalysators. Grund hierfür ist die Oligomerisation des olefinischen Eduktes in den Poren des Katalysators. Es wurden verschiedene Varianten der Regenerierung in flüssiger Phase erprobt. Als effektiv im Hinblick auf eine Erhöhung der Katalysatorstandzeit erwies sich nur eine Behandlung, bei der Wasserstoff in der flüssigen Phase gelöst war. Die Regenerierung war nur an solchen Katalysatoren möglich, die eine Edelmetall-komponente als hydrieraktives Material enthielten. Durch die hydrierende Behandlung mit gelöstem Wasserstoff kommt es zu einer Hydrierung von C=C-Doppelbindungen der ungesättigten Carbokationen. Die resultierenden gesättigten Alkylkationen können durch Hydridtransfer mit Isobutan wieder von der Katalysatoroberfläche abgelöst werden.
Share - Bookmark