Hydrierung von 1,3-Butadien und Hydroisomerisierung der Folgeprodukte n-Butene an Pd/Al2O3-Schalenkatalysatoren

Wuchter, Nils (2000)
Hydrierung von 1,3-Butadien und Hydroisomerisierung der Folgeprodukte n-Butene an Pd/Al2O3-Schalenkatalysatoren.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

Kurzbeschreibung (Abstract)

Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Hydrierung von Butadien und die Isomerisierung und Hydrierung der Folgeprodukte der n-Butene an Pd/Al2O3-Schalenkatalysatoren untersucht. Die Hydrierung von Butadien zeigt bei niedrigen Butadienpartialdrücken Reaktionsinstabilitäten. Diese können auf das komplexe Zusammenspiel von Reaktion, Adsorption und Stofftransport im Porengefüge des Schalenkatalysators zurückgeführt werden. Bei Erhöhung des Butadienpartialdrucks verschwinden diese Reaktionsinstabilitäten, da die Adsorbatschicht damit dichter und gleichmäßiger wird. Die bei der Hydrierung von Butadien entstehenden n-Butene bilden sich in einem konstantem Verhältnis von etwa 60 % 1-Buten und 40 % 2-Butene solange die gesamte katalytisch aktive Länge der Pore mit Butadien belegt ist. Die Folgereaktionen der n-Butene (Isomerisierung und Hydrierung) werden vollständig unterdrückt. Sinkt der Partialdruck innerhalb dieser Länge aufgrund von innerem Stoff-transport auf 0 ab, so setzt einerseits die Isomerisierung der n-Butene in Richtung der thermodynamisch stabileren 2-Butene und anderseits die Butanbildung ein. Das Ziel der Untersuchungen zur Hydroisomerisierung der Butene war, Reaktionsbedingungen zufinden bei denen die Hydrierung zum Butan möglichst gering ist. Die Isomerisierung steigt bei niedrigen Wasserstoffpartialdrücken stark an und erreicht bei weiterer Erhöhung einen nahezu konstanten Wert. Im Gegensatz dazu zeigt die Hydrierung eine lineare Abhängigkeit. Eine Reduzierung des Wasserstoffpartialdrucks oder die Zudosierung von CO führt zu einer Reduzierung des Wasserstoffbedeckungsgrads auf dem Katalysators. Aufgrund der unterschiedlichen Abhängigkeiten der beiden Konkurrenzreaktionen vom Wasserstoffpartialdruck bzw. Wasserstoffbedeckungsgrad kommt es zu einer deutlichen Erhöhung der Selektivität für die Isomerisierungsreaktion.

Typ des Eintrags:

Dissertation

Erschienen:

2000

Autor(en):

Wuchter, Nils

Art des Eintrags:

Erstveröffentlichung

Titel:

Hydrierung von 1,3-Butadien und Hydroisomerisierung der Folgeprodukte n-Butene an Pd/Al2O3-Schalenkatalysatoren

Sprache:

Deutsch

Referenten:

Gaube, Prof. Dr. Johann Wilhelm ; Lindner, Prof. Dr. Hans-Jörg

Berater:

Gaube, Prof. Dr. Johann Wilhelm

Publikationsjahr:

20 Juni 2000

Ort:

Darmstadt

Verlag:

Technische Universität

Datum der mündlichen Prüfung:

29 Mai 2000

URL / URN:

urn:nbn:de:tuda-tuprints-568

Kurzbeschreibung (Abstract):

Alternatives oder übersetztes Abstract:

Alternatives Abstract

Sprache

Within the scope of this work the hydrogenation of butadiene, the isomerization and the hydrogenation respectively of the consecutive products of n-butylenes at a Pd/Al2O3-supported catalyst were investigated.The hydrogenation of butadiene shows at low partial pressures of butadiene instabilities of the reaction. These instabilities can be traced back to the complex interaction of reaction, adsorption and transport of mass within the pore-structure of the supported catalyst. On raising the partial pressure of butadiene the instabilities vanish, since the layer of adsorbates becomes thicker and more uniform. The hydrogenation of butadiene is accompanied by the formation of n-butylenes whereas their ratio is constant: 60% 1-butylene, 40% 2-butylene as long as the total catalytically active length of the pore is covered by butadiene. The consecutive reactions of the n-butylenes (hydrogenation and isomerization) are completely suppressed. If the partial pressure of butadien subside within the length of the pore against 0, due to transport of mass within the pore, then, on the one hand the isomerisation of the n-butylene to the thermodynamically more stable 2-butylene and on the other hand the formation of butane initiates. The aim of the investigations of hydro-isomerisation of butylenes was to establish reaction conditions that suppress the hydrogenation towards butane to the greatest possible extend. The isomerisation increases significantly at low partial pressures of hydrogen and reaches a constant value with a further gain in partial pressure of hydrogen. In contrast to that the hydrogenation is subjected to a linear dependence. Reducing the partial pressure of hydrogen or the addition of CO results in a diminution of the hydrogen-surface-coverage on the catalyst. In accordance to the different dependencies of both competing reactions on the partial pressure of hydrogen, hydrogen-surface-coverage, respectively - a pronounced rise in selectivity concerning the isomerisation-reaction can be observed.

Englisch

Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC):

500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie

Fachbereich(e)/-gebiet(e):

07 Fachbereich Chemie

Hinterlegungsdatum:

17 Okt 2008 09:20

Letzte Änderung:

05 Mär 2013 09:24

PPN:

Referenten:

Gaube, Prof. Dr. Johann Wilhelm ; Lindner, Prof. Dr. Hans-Jörg