DE1417723C - Verfahren zur Herstellung eines Katalysators auf der Basis eines kristallinen Aluminosilicatzeolithe!! - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Katalysators auf der Basis eines kristallinen Aluminosilicatzeolithe!!Info
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
eines Katalysators auf der Basis eines kristallinen Aluminiumsilikatzeolithen mit einer Porengröße von
Ä oder weniger.
Es ist bekannt, Metalle der Platinreihe auf Aluminosilikatkatalysatoren
abzuscheiden. So ist aus der österreichischen Patentschrift 72 523 bekannt, Natriumpermutit
mit einer Palladiumsalzlösung zu behandeln. Nach dem bekannten Verfahren können an
Stelle von Permutit auch andere amorphe basenaustauschende
Silikate, z. B. natürliche Zeolithe, oder andere unlösliche basenaustauschende Salze oder
. Doppelsalze verwendet werden.
Das deutsche Patent 1 112 047 betrifft ein Verfahren
zur Herstellung von Schwermetall-Trägerkatalysatoren, deren Träger aus einem ionenaustauschenden Material
besteht. Es wird der Vorschlag gemacht, das ionenaustauschende Material mit einer Lösung einer Verbindung
des Katalysators zu behandeln, wobei eine Reduktion der Katalysatorverbindung zum Metall
erfolgt.
Jedoch haben diese Arbeitsmethoden dazu geführt, daß das Metall nur auf der Oberfläche des Aluminosilikats abgelagert wurde.
Jedoch haben diese Arbeitsmethoden dazu geführt, daß das Metall nur auf der Oberfläche des Aluminosilikats abgelagert wurde.
Schließlich ist ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen
vorgeschlagen worden, bei welchem natürliche
ίο oder künstliche Zeolithe mit Metallsalzlösungen der
Viii. Gruppe behandelt werden, in dem auf ein kristallines
zeolithisches Molekularsieb mit einem SiO2:AlaO3-Molverhältnis
von mehr als 3, in dem wenigstens 40°/0 der Aluminiumoxydtetraeder durch polyvalente Me-
JS tallkationen abgesättigt sind, ein Metall der VIII'. Gruppe
des Periodischen Systems dispergiert wird (deutsche Patentschrift 1217 292).
Die Aufgabe gemäß der Erfindung besieht darin, auf einfache Weise eine gleichförmige Verteilung von
Plaiinmetall-Kationen in einem kristallinen Aiuminosilikatzeoiithen
mit einer Porenöffnung von 5Ä oder weniger herbeizuführen und einen Katalysator hoher
Aktivität und Selektivität zu schaffen.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch
.35 gekennzeichnet, daß man in eine Aluminosilikatzeolith
bildende Reaktionsmischung vor der Kristallisation eine wasserlösliche Piatinrnetai!verbindung einbringt,
das erhaltene p/atinmetallhaltige kristalline
Produkt dehydratisiert und einer thermischen Be-Handlung unterwirft.
Nach einer besonderen Ausführungsform wird eine
wasserlösliche ionisierbare Platinmetallverbindung eingebracht, die das Piatinmetal! in der kationischen
Form enthält.
Beispielsweise kann die thermische Behandlung in einer freien Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre etwa
V4 Stunde bis 24 Stunden und danach in einer Wasserstoffatmosphäre
ausgeführt werden.
Es wurde gefunden, daß die Katalysatoren, die gemäß der Erfindung hergestellt wurden, brauchbare Katalysatoren zur selektiven Hydrierung oder Dehydrierung von bestimmten Kohlenwasserstoffbestandteilen in Kohlenwasserstoffgemischen sind. Zweckmäßig wird die kristalline platinmetailhaltige Zusammensetzung einer thermischen Behandlung bei einer Temperatur im Bereich von etwa 121 bis 593'3C unterworfen, um mindestens eine teilweise Überführung des Platinmetalls in einen katalytisch aktiven Zustand zu bewirken.
Es wurde gefunden, daß die Katalysatoren, die gemäß der Erfindung hergestellt wurden, brauchbare Katalysatoren zur selektiven Hydrierung oder Dehydrierung von bestimmten Kohlenwasserstoffbestandteilen in Kohlenwasserstoffgemischen sind. Zweckmäßig wird die kristalline platinmetailhaltige Zusammensetzung einer thermischen Behandlung bei einer Temperatur im Bereich von etwa 121 bis 593'3C unterworfen, um mindestens eine teilweise Überführung des Platinmetalls in einen katalytisch aktiven Zustand zu bewirken.
Insbesondere kann das Verfahren gemäß der Erfindung mit Vorteil wie folgt ausgeführt werden:
Man bringt in eine Aluminosilicatzeolith bildende Reaktionsmischung aus Natriumaluminat und Natriummethasilikat
einen kleineren Anteil einer ionisierbaren Platinmetallverbindung, in welcher das Platinmetall
in der zweiwertigen kationischen Form vorliegt, und leitet die Kristallisation der erhaltenen Reaktionsmischung durch eine hydrothermische Behandlung bei
einer Temperatur im Bereich von etwa 21 bis 1500C.
Die Natriumionen des erhaltenen kristallinen Produkts tauscht man gegen Calciumionen aus, das so erhaltene
Material dehydratisiert man in einer freien Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre bei einer Temperatur im
Bereich von etwa 121 bis 593°C etwa V4 Stunde bis
etwa 24 Stunden. Anschließend führt man in einer Wasserstoffatmosphäre bei einer Temperatur innerhalb
des genannten Bereichs eine thermische Behandlung durch, bis mindestens teüweeis eine Reduktion
des platinmetallhaltigen Kations zu Platinmetall erfolgt ist.
Die Platinmetalle, d. h. die Metalle der Platinreihe, die in der vorliegenden Katalysatorzusammensetzung
enthalten sind, bestehen aus solchen mit den Atomzahlen von 44 bis einschließlich 46 und 76 bis einschließlich
78, nämlich Platin, Palladium, Ruthenium, Osmium, Iridium und Rhodium. Von diesen werden
Platin und Palladium bevorzugt.
Die gemäß der Erfindung hergestellten Katalysatoren sind kristallographisch den Zeolithen ähnlich, die
in Abwesenheit von Platinmetallverbindungen hergestellt werden, und sie können in derselben Weise
kationen- oder basenausgetauscht werden. Jedoch unterscheiden sich die Kristalle der vorliegenden Zusammensetzungen
dadurch, daß in ihnen ein Platinmetall gleichförmig verteilt ist. Weiterhin zeigen die
platin metallhaltigen kataly tischen Zusammensetzungen gemäß der Erfindung eine katalytische, geometrische
Selektivität, d.h.,'sie können z.B. verwendet werden, um selektiv die Hydrierung oder Dehydrierung
von Kohlenwasserstoffen mit normaler Kette in Gegenwart
von andererseits hoch reaktiven Kohlenwasserstoffen mit verzweigten Ketten oder von cyclischen
Kohlenwasserstoffen zu katalysieren.
Die Einführung der Piatinmetallverbindung in die
zeolithbildende Reaktionsmischung kann durch Zugabe dieser Verbindung zu einer der bei der Herstellung
der Bildungsrnischung verwendeten Reaktionspartner bewirkt werden. Andererseits kann die Piatinmetallverbindung
eingebracht werden, indem sie zu der bereits gebildeten Zeolithreaktionsmischung entweder
vor oder nach der Ausfällung des amorphen Schlammes zugesetzt wird. Es ist jedoch wesentlich, daß die
Piatinmetaliverbindung in der Reaktionsmischung vorliegt, bevor die Kristallisation des Zeolithen stattfindet,
damit die Kristalle des Zeoliths in Gegenwart der Piatinmetallverbindung wachsen können. Die
spezifischen Reagenzien, Mengen und Konzentrationen für die Aluminium und Silizium enthaltenden Salze
und die anderen Reagenzien, die bei der Herstellung des Zeolithen verwendet werden, wie sie hier zum
Einsatz kommen, sind dieselben wie sie bisher üblicherweise für die Herstellung der vorstehend beschriebenen
Molekularsieb-Zeolithe in Abwesenheit einer Piatinmetallverbindung verwendet wurden. In gleicher Weise
sind die Bedingungen zur Einleitung der Kristallisation des erhaltenen, zu Beginn gebildeten amorphen Niederschlags
dieselben, wie sie bisher bei der Herstellung von kristallinen Zeolithen in Abwesenheit einer Piatinmetallverbindung
verwendet wurden.
Geeignete Platinverbindungen sind beispielsweise: [Pt(NH3)JCl4,
[Pt(NHa)5Cl]CI,,
[Pt(NH-O4CU]Cl2,
[Pt(NHa)5Cl]CI,,
[Pt(NH-O4CU]Cl2,
[Pt(NH3)Xl4],
[Pt(NH3)JCl2,
[Pt(NH3)Xl2],
[Pt(NH3)J(OH2),
[Pt(C2H5OH)2Cl1],
[Pt(C6H5CN)Xl4],
[Pt(NH3UCN)2],
[Pt(NH2 — CH2 — CH., —
[Pd(NHa)1(NO1)J..
[Pd(NH3MC2O4)],
[PtCl2 · CO],
[OsCl2 · 3CO].
Gewöhnlich ist Wasser das Lösungsmittel der verwendeten platinmetallhaltigen Lösungen. Die angewandte
Konzentration der Piatinmetallverbindung in der Lösung kann in weiten Grenzen variieren, in Abhängigkeit
von der in der Endzusammensetzung gewünschten Menge Platinmetall und von den Bedingungen,
unter welchen die Kristallisation durchgeführt wird. Die Menge an Piatinmetallverbindung, die in die
Zeolithbildungsmischung eingebracht wird, wird allgemein
so gewählt, daß der fertige kristalline Zeolith darin verteilt eine Menge Platinmetall zwischen etwa
0,001 und etwa 5 Gewichtsprozent und gebräuchlicherweise zwischen etwa 0,001 und etwa 1 Gewichtsprozent
enthält.
Nach dem Berührungszeitraum wird der erhaltene kristalline Zeolith, der das Platinmetall darin verteilt
enthält, aus der Biidungslösung entfernt und mit Wasser gewaschen. Das erhaltene Material wird dann
allgemein in Luft getrocknet, um in der Hauptsache das gesamte Wasser daraus zu entfernen.
Das getrocknete Material wird dann einer aktivierenden Behandlung unterworfen, vor allem, um die
Endzusammensetzung katalytisch aktiv zu erhalten. Diese Behandlung besteht im Erhitzen des getrockneten
Materials bei einer Temperatur etwa im Bereich von 121 bis 593° C, um eine mindestens teilweise Überführung
des Platinmetalls in einen katalytisch aktiven Zustand zu bewirken. Bei einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung wird das getrocknete Material der Behandlung in einer freien Sauerstoff enthaltenden
Atmosphäre, wie z. B. Luft, bei einer Temperatur im Bereich von etwa 121 bis 593° C V4 Stunde bis 24 Stunden
lang und anschließend in einer Wasserstoffatmosphäre bei einer Temperatur innerhalb des vorstehend
bezeichneten Bereichs unterworfen, um eine mindestens teilweise Reduktion des platinmetallhaltigen Ions
zu Platinmetall zu bewirken.
Die gemäß der Erfindung hergestellten katalytischen Zusammensetzungen sind von gleicher Struktur, wie
die natürlichen Zeolithe, z. B. Leucit, Analcit, Chabazit und die vorstehend beschriebenen synthetischen
Zeolithe der »A«-Reihe. Alle diese Strukturen besitzen einheitliche Porendurchmesser von 5 Ängströmeinheiten
oder weniger und tauschen kationisches Platin nicht leicht aus, um hoch selektiv katalytische Substanzen
zu ergeben. Obwohl im Gegensatz dazu synthetische Faujasit-ähnliche Zusammensetzungen
hergestellt werden können, entsprechend dem hier beschriebenen Verfahren, besitzen jedoch diese Zusammensetzungen
ausreichend große Poren, um einen leichten Austausch mit Platinmetallen in der kationischen
Form zu erlauben, und bieten sich dementsprechend selbst zur Herstellung leichter dar, entsprechend
der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform der Erfindung.
Die katalytischen Zusammensetzungen mit engeren Poren gemäß der Erfindung können basenausgetauscht
werden, ohne daß ein wesentlicher Verlust des Platinmetalls aus dem Feststoff eintritt. Vorzugsweise wird
dieser Austausch vor der Trocknung, jedoch nach der Kristallisation des Zeoliths durchgeführt, wodurch
vermieden wird, daß das Platinmetall an den äußeren Kristalloberfiächen fixiert wird, was einen wesentlichen
Verlust der geometrischen Selektivität bedeuten würde.
Eine besonders vorteilhafte katalytische Zusammensetzung besteht im wesentlichen aus einem Platinmetall,
welches innerhalb der Poren einer kristallinen Zeolithstruktur verteilt ist, die durch festes drei-
dimensionales Gitter und einheitliche Poren von etwa
5 Ä im Durchmesser gekennzeichnet ist. Diese Zusammensetzung ist von derselben Struktur wie das
Molekularsieb 5A, das vorstehend beschrieben wurde. Dieses Material ist katalytisch aktiv und ebenfalls
selektiv. Es wird angenommen, daß die Selektivität auf die einheitliche Porenstruktur der Zusammensetzung
zurückzuführen ist, welche verzweigtkettige Moleküle aus den sehr engen Kanälen mit einem
Porendurchmesser von etwa 5 Ängströmeinheiten ausschließt. So ermöglichen die Kanäle in diesen Zusammensetzungen
die Adsorption von normalen Paraffinen und Olefinen mit einer kleineren als 5 Ängströmeinheiten Molekulargröße, während Moleküle
mit einer Größe von mehr als 5 Ängströmeinheiten, wie z. B. Isoparaffine, Iso-Olefine und
cyclische Kohlenwasserstoffe, ausgeschlossen werden. Dementsprechend wird angenommen, daß die Zentren
der Platinaktivität vor den Molekülen, die einen bestimmten kritischen Durchmesser überschreiten, abgeschirmt
sind, wodurch es ermöglicht wird, daß die hier beschriebenen katalytischen Zusammensetzungen
eine hohe Aktivität für bestimmte Glieder einer KoIilenwasserstoffklasse
aufweisen. Diese hohe selektive Aktivität ist dementsprechend auf solche Moleküle
beschränkt, welche einen maximalen kritischen Durchmesser entsprechend der speziellen Öffnungsgröße des
kristallinen Zeoliths nicht übersteigen. Es scheint, daß der Hauptteil des verteilten Platinmetalls in den
Kristallen des Zeoliths eingelagert ist und daß die Kristalle des Zeoliths den Zutritt eines reaktionsfähigen
Moleküls erlauben oder nicht erlauben, in Abhängigkeit davon, ob der Durchmesser der Moleküle
die Öffnungsgröße in der Kristallfläche übersteigt
oder nicht übersteigt. So hat es den Anschein, daß ein Molekül, welches in den Kristall nicht eindringen
kann, auch nicht irgendeine wesentliche Umsetzung eingehen kann. Es gibt zahlreiche Anwendungsgebiete
für die Kristalle gemäß der Erfindung. Zum Beispiel sind bei der Herstellung von Isopren für synthetischen
Kautschuk die Anwensenheit von Butadien und Piperylen unerwünschte Verunreinigungen. Diese Materialien
können leicht und selektiv zu unschädlichen Paraffinen hydriert werden, ohne daß das Isopren, ein
verzweigtes Olefin, durch Berührung mit dem Katalysatorverändert wird, welcher im wesentlichen aus einem
Platinmctall, welches in den Poren einer kristallinen Zeolithstruktur verteilt ist, welche durch ein festes,
dreidimensionales Gilter und einheitliche Poren von etwa 5 Ä im Durchmesser gekennzeichnet ist, besteht.
Ein spezielles Beispiel für die Größenselektivilät, die durch die katalytischen Zusammensetzungen entsprechend
der Erfindung aufgewiesen wird, ist die Eignung derartiger Zusammensetzungen, die Hydrierung von
normalen Olefinen aus einer Mischung derselben mit Isoolclinen und/oder cyclischen Kohlenwasserstoffen
zu katalysieren. So kann die Hydrierung von normalem Buten, einer geradkettigen Verbindung, unter
Verwendung der Katalysatorzusammensetzung gemäß der Erfindung katalysiert werden, während unter den
gleichen Bedingungen Isobuten, eine verzweigte Verbindung, nicht hydriert wird.
Die bevorzugte Zusammensetzung besteht in der Hauptsache aus einem Platinmctall, welches innerhalb
der Poren einer kristallinen Zeolithstruktur, die durch ein festes dreidimensionales Gitter und einheitliche
Poren von etwa 5 Λ im Durchmesser gekennzeichnet ist. vorteilt ist, und wird durch Mischen und Erhitzen
von Lösungen aus Natriumaluminat und Natriumsilikat bestimmter Konzentrationen, wie vorstehend
beschrieben hergestellt und danach mit einer Lösung einer Calciumverbindung gewaschen, um die Natriumform
in die Calciumform des Zeolithen überzuführen. Gemäß der Erfindung wird eine Lösung einer wasserlöslichen
Platinmetallverbindung in die Zeolithbildungsmischung
vor der Kristallisation des Zeolithen eingebracht. Der erhaltene, feuchte platinmetallhaltige,
ίο kristalline Zeolith wird anschließend getrocknet und
einer thermischen Behandlung unterworfen, wobei vorzugsweise zu Beginn in Luft und anschließend in
Wasserstoff erhitzt wird. Der fertiggestellte Katalysator ist trocken und enthält das Platinmetall in der
Zeolithstruktur in metallischer Form verteilt.
Vergleichsbeispiel
Dieses Beispiel erläutert die Herstellungsweise einer zeolithischen Zusammensetzung, welche durch eine
einheitliche Struktur gekennzeichnet ist, die aus Poren von etwa 5 Ä im Durchmesser aufgebaut ist, jedoch
kein Platin enthält.
106 g Natriumaluminat wurden in 375 ml Wasser unter Erhitzen gelöst. 154 g Natriummetasilikat wurden
in 375 ml Wasser unter Erhitzen gelöst. Die Silikatlösung wurde zu der Aluminatlösung bei Raumtemperatur
gegeben, worauf sich unmittelbar ein weißer Niederschlag bildete. Die Mischung wurde
unter Rückflußbedingungen bei einer Temperatur von etwa 102° C 7 Stunden lang gerührt und anschließend
filtriert. Nach dem Waschen mit Wasser zeigte es sich bei der Röntgenbeugung, daß der Feststoff ein kristallines
Material war, das durch einheitliche Poren von etwa 4 Ä im Durchmesser gekennzeichnet war. Dieses
Produkt wurde mit einer Calciumchloridlösung gewaschen, um es aus der Natriumform in die Calciumform
des Zeolithen zu überführen, wobei die letztere durch einheitliche Poren von etwa 5Ä im Durchmesser
gekennzeichnet ist. Der Feststoff wurde dann, bis er frei von Chlorionen war, mit Wasser gewaschen,
worauf sich bei der Röntgenbeugung ergab, daß der Feststoff durch eine einheitliche Struktur, die aus
Poren von etwa 5 Ä im Durchmesser bestand, gekennzeichnet war. Dieses Produkt wurde vor seiner Ver-Wendung
bei 427°C in Luft getrocknet.
Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines kristallinen Zeoliths, der djrch eine einheitliche Porenstruktur
von etwa 5 Ä Durchmesser gekennzeichnet ist, welcher in Gegenwart einer Platinverbindung hergestellt
wurde.
78 g Natriumaluminat und 113 g Natriummstasilikat wurden getrennt in 275 ml Anteilen Wasser, gelöst.
Platin(II)-aminchlorid, d.h. Pt(NH3)4Cl2, in einer
Menge von 0,55 g wurde in 70 ml Wasser gelöst und zu der Natriumaluminatlösung zugegeben. Die letztere
wurde dann mit der Silikatlösung vermischt. Dabei bildete sich ein weißer Niederschlag. Die Mischung
wurde dann unter Rückflußbedingungen bei einer Temperatur von 102°C 7 Stunden lang gerührt und.
filtriert. Nach dem Waschen mit Wasser wurde das kristalline Material mit Calciumchloridlösung gewaschen,
um es aus der Natriumform in die Calciumform zu überführen, welche durch eine einheitliche
Struktur, die aus Poren von etwa 5 Ä Durchmesser besteht, ausgezeichnet ist. Der Feststoff wurde dann,
bis er frei von Chlorionen war, mit Wasser gewaschen,
2 Stunden lang in Luft bei 427°C und danach in Wasserstoff 2 Stunden lang bei 4270C calciniert. Das
kristalline Zeolithprodukt zeigte einen Platingehalt von 0,31 Gewichtsprozent.
B e i s ρ i e 1 2
Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines kristallinen Zeoliths, der durch eine einheitliche Porenstruktur
von etwa 5 Ä im Durchmesser gekennzeichnet ist und in Gegenwart einer platinhaltigen Verbindung
hergestellt wurde.
106 g Natriumaluminat wurden in 375 ml Wasser unter Erhitzen gelöst. 154 g Natriummetasilikat wurden
in 375 ml Wasser unter Erhitzen gelöst. 200 ml Platin(IV)-aminchlorid wurden-zu der Aluminatlösung
gegeben. Die letztere wurde dann mit der Silikatlösung vermischt. Dabei bildete sich ein weißer Niederschlag.
Die Mischung wurde dann unter Riickflußbedingungen
bei einer Temperatur von etwa 102° C 7 Stunden lang gerührt und filtriert. Nach dem Waschen mit Wasser
wurde der Feststoff mit Calciumchloridlösung gewaschen, um ihn von der Natriumform in die Calciumform
zu überführen. Das erhaltene Produkt wurde getrocknet und 2 Stunden lang in Luft bei 4270C
calciniert, worauf es 2 Stunden lang in Wasserstoff bei 427*C erhitzt wurde. Das erhaltene kristalline Produkt
hatte einen Platingehalt von 0,023 Gewichtsprozent.
Dieses Beispiel erläutert die Herstellung einer Zusammensetzung,
die aus einem Molekularsieb 5A besteht und mit einer Platin(IV)-verbindung imprägniert
wurde.
Eine Menge Molekularsieb 5A wurde mit Wasser gewaschen, bis sie frei von Alkali war. Eine Probe
von 4,1 g des gewaschenen Materials wurde mit 50 ml Platin(IV)-aminchloridlösung vermischt. Die Mischung
wurde 8 Stunden lang bei einer Temperatur von etwa 102"C am Rückfluß erhitzt und dann mit Wasser
gewaschen, bis sie frei von Chlorid war. Nach dem Trocknen wurde das Material 2 Stunden lang in Luft
bei 427° C calciniert, worauf es 2 Stunden lang in Wasserstoff bei 427°C erhitzt wurde. Das erhaltene
Produkt zeigte einen Platingehalt von 0,39 Gewichtsprozent.
B e i s ρ i e 1 4
Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines Standard-Platin-Kieselsäure-Hydrierungskatalysators.
Silikatgel mit einer Teilchengröße von einer lichten Maschenweite von 9,423 mm und einer Oberflächengröße
von 667qm/g wurde 2 Stunden lang bei 649°C
in Luft hitzebehandelt und danach 16 Stunden lang bei 538"C in Luft. Ein Ansatz von 200 cm3 des behandelten
Gels wurde mit einer Lösung aus Aluminiumnitrat und Chlorplatinsäure, die so berechnet wurde,
daß 0,06 Gewichtsprozent Al2O3 und 0,36 Gewichtsprozent
Platin zu dem Grundstoff zugegeben wurden, sprühimprägniert. Die Lösung wurde vor dem Sprühen
auf ein Volumen verdünnt, das so berechnet war, daß gerade die Poren des Grundstoffes gefüllt wurden.
Der imprägnierte Grundstoff wurde der Feuchtalterung
durch Erhitzen in einem Ofen bei HO0C über Nacht unterworfen. Nach dieser Behandlung
wurde der Katalysator in strömendem Stickstoff auf 232"C erhitzt, 2 Stunden lang bei 232" C in Wasserstoff
reduziert, worauf die Temperatur dann auf 510"C
gesteigert wurde, und 2 Stunden lang in Wasserstoff gehalten. Der fertige Katalysator wurde unter Stickstoff
der Abkühlung überlassen und zeigte bei der Analyse 0,35 Gewichtsprozent Platin, 0,107 Gewichtsprozent
Al2O3 und eine Oberflächengröße von 548 bis
585 m2/g.
Die vorstehend beschriebenen Katalysatoren wurden einer Aktivitätsprüfung unterworfen. Diese Prüfung
besteht im Überleiten eines Wasserstoff-Kohlenwasserstoffgasstromes über eine Probe des Katalysators
und in der Analyse des erhaltenen Produkts. Die Prüfung wurde bei Raumtemperatur durchgeführt,
wobei als Kohlenwasserstoffgas n-Buten-1, Isobuten oder eine Mischung dieser Gase verwendet wurde.
Die angewandte Gasströmungsgeschwindigkeit betrug 50 ml je Minute für jedes Gas; so betrug, falls die
Kohlenwasserstoffmischung verwendet wurde, die Strömungsgeschwindigkeit 50 ml je Minute für Wasserstoff
und 50 ml je Minute für jedes Buten. Die Zeit zwischen der ersten Berührung des Kohlenwasserstoffs
mit dem Katalysator und der Produktsammlung betrug 10 bis 15 Minuten. Der Katalysator hatte eine
Teilchengröße von weniger als durch ein Sieb mit einer Maschenzahl von 1600 je cm2 (100 mesh) ging.
Die Aktivitäten des Katalysators der Beispiele 1 bis 4 werden in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt.
Bei | Gewichts | Kataly sator |
Beschik- | Umwandlung %***) | Isobuten |
spiel | prozent | gewicht, | kung**) | ||
Pt | g | n-Buten-1 | 0 | ||
Ver | 0 | ||||
gleich | 0,0 | 1,129 | E | 0 | 53 |
1 | 0,31 | 0,2717 | M | 22 | 49 |
2 | 0,023 | 0,3959 | E | 85 | 20 |
3 | 0,39 | 0,3849 | M | 46 | |
4 | 0,35 | 0,0384 | M | 47 | |
**) N = Mischung von n-Buten-1 und Isobuten; E = Buten getrennt zugeführt, und einer der beiden Ansätze ist deshalb
auf einem Katalysator, der etwa 20 Minuten verwendet wurde.
***) Prozentsatz des jeweiligen Isomeren, welches in das entsprechende
Paraffin umgewandelt wurde.
Aus der vorhergehenden Tabelle ergibt sich, daß der Katalysator, welcher kein Platin enthielt (Vergleichsbeispiel),
bei den Bedingungen der vorstehend beschriebenen Prüfung katalytisch nicht aktiv war.
Der Katalysator nach Beispiel 1 war katalytisch selektiv, indem die Umwandlung von normalem Buten
unter Ausschluß von Isobuten bewirkt wurde. Der Katalysator von Beispiel 2, der nach einem Verfahren
ähnlich demjenigen des Katalysators von Beispiel 1 hergestellt wurde, wobei jedoch eine Platin(IV)-aminchloridlösung
an Stelle einer PIatin(II)-aminchloridlösung verwendet wurde, zeigte eine hohe katalytische
Aktivität, jedoch zeigte er nicht die besondere katalytische Selektivität des Katalysators gemäß Beispiel 1.
Der Katalysator gemäß Beispiel 3 gab die für die Katalysatoren, welche nicht durch gemeinsame Ausfällung,
sondern durch Imprägnierung eines Moleku-Iarsieb-5 A-Materials mit einer platinhaltigen Lösung
in Form von Platin(IV) hergestellt wurden, typischen
Hydrierungsergebnisse. Dieser Katalysator zeigte keine Selektivität, und es scheint, daß im wesentlichen das
gesamte Platin an der Oberfläche des Molekularsieb-Materials abgelagert wurde und nicht innerhalb der
Kristalle, wo es abgeschirmt werden würde. Der Ka-
309 636/98
9 10
talysator nach Beispiel 4 ist ein Standard-Platin-Kiesel- liegt insbesondere darin, daß kristalline Zeolithe mit
säure-Hydrierungskatalysator. Er wurde verwendet, einer Porengröße von 5 Ä oder weniger hergestellt
um zu zeigen, daß die Hydrierungsgeschwindigkeiten werden können, die Metallionen der Platinreihe sehr
der beiden Butene nicht sehr unterschiedlich sind, falls . gleichmäßig dispergiert enthalten, so daß wie die
Platin auf einem inerten, nicht selektiven Grundstoff 5 Beispiele 1 und 2 zeigen, die Erzielung einer guten
aufgetragen ist. Aktivität und verbesserten Selektivität ermöglicht
Der Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung wird.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators auf der Basis eines kristallinen Aluminiumsiiikat-,
zeolithen mit einer Porengröße von 5 A oder weniger, dadurch gekennzeichnet, daß
man in eine aluminiumsilikatzeolithbildende Reaktionsmischung
vor der Kristallisation eine wasserlösliche Platinmetallverbindung einbringt, das erhaltene
platinmetailhaltige kristalline Produkt dehydratisiert und einer thermischen Behandlung
unterwirft.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wasserlösliche ionisierbare
Platinmetallverbindung einbringt, die das Platinmetall in der kationischen Form enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die thermische Behandlung
in einer freien Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre etwa 7<
Stunde bis 24 Stunden und danach in einer Wasserstoffatmosphäre ausführt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche ] bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man in eine aluminiumsilikatzeolithbildende
Reaktionsmischung aus Natriumaluminat und Nairiummetasilikat einen
kleineren Anteil ionisierbaren Platinmetallverbindung, in welcher das Platinmetall in der zweiwertigen
kationischen Form vorliegt, einbringt, die Kristallisation der erhaltenen Reaktionsmischung durch eine hydrothermische Behandlung
bei einer Temperatur im Bereich von etwa 21 bis 1500C einleitet, die Natriumionen des erhaltenen
kristallinen Produkts gegen Calciumionen austauscht, das so erhaltene Material dehydratisiert
und in einer freien Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre bei einer Temperatur im Bereich von etwa
121 bis 593°C etwa V4 Stunde bis etwa 24 Stunden
und anschließend in einer Wasserstoffatmosphäre bei einer Temperatur innerhalb des genannten
Bereiches thermisch behandelt, bis mindestens teilweise eine Reduktion des platinmetallhaltigen
Kations zu Platinmetall erfolgt ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES0072607 | 1961-02-17 | ||
DEM0072607 | 1961-02-17 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1417723A1 DE1417723A1 (de) | 1968-10-10 |
DE1417723B2 DE1417723B2 (de) | 1973-01-25 |
DE1417723C true DE1417723C (de) | 1973-09-06 |
Family
ID=
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