DE1417732A1 - Katalysator und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Katalysator und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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Description
Katalysator und Verfahren zu dessen Herstellung.
Die voiliegende Erfindung betrifft satoren, die "besonders far die oxidative Umwandlung (mit
Wasserdampf, Kohlendioxyd, Sauerstoff) von !Kohlenwasserstoffen,
beispielsweise Erdgas, flüssiges Petroleumgas und Petroleumfraktio-aen verschiedener Dickte, geeignet
sind, um Mischungen herzustellen, die Kohlenraonoxyd und
Wasserstoff enthalten, die für thermische und chemische
Verwendungszwecke geeignet sind.
Die erfindungsgemässen Katalysatoren sind insbesondere
durch eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen die durch Überhitzen in Anwesenheit von Sauerstoff oder
oxydierenden Atmosphären verursachte Inaktivierung gekennzeichnet.
14/1025
Die, erfindun.^sgeuässeii Katalysatoren, sind,, sowohl
bei höhoren Temperaturen als dies bisher möglich war als
auch in Anwesenheit,von freiem Sauerstoff wirksam und vertragen
deshalb auch höhere Sohwefelkonzentrationen und höhere O/lI-Verhältnisae als die bisher bekannten Katalyr
satoren* . . .· - ·.■-- . ;
Die ob-n erwähnte katalytische oxidative umwandlung, yon. Kohlenwasserstoffen umfasst die.Behandlung von .
Kohlenwasserstoffen in .Beimischung, mit fas.:erdaaijji,.. Kohlendioxyd
und Sauerstoff (ituft) über Katalysatoren, die dazu
geeignet sind, flealcticnaen.· der- £ Ql0^ aden. Art. zu-fördern χ ·
CnHm + oallpO = nOo 4 HH-n Hp
OnHm + 18O2 * nOo
GnHm + CO2 ' * 2nÖ0
Die normalerweise für.diese.Verfahren.verwendeten
Katalysatoren enthalten ITiekel und gegebenenfalls andere
reaktionsfördernde Metalle (Promotoren) auf hitaebeständigen Oxyden, wie a«B. fonerde, Magnesia, Zirkonerde,.
Magnesiumsilicate, Al-aminiumsilicate oder Zirkoniumsilicate.
Magnesiumsilicate, Al-aminiumsilicate oder Zirkoniumsilicate.
Die Ve rwendung von Nickelkatalysatoren ersao^licht . .
eine hohe Umwandlungsgeschwindigkeit·bei relativ niedrigen
Temperaturen und vermindert -■bei sonst gleichen Bedingungen
- die Bildung von Kohlenstoff und das Auftreten von
Nebenreaktionen beim Kracken* - —
9098U/102 5- ßAD Of?IG»NAL
H17732
Die "bei der Herstellung von Katalysatoren für
Verfahren zur Um-.andlung von flüssigem Petroleumgas
geeigneten Träger bestehen im allgemeinen aus hitzebeständigen
Oxyden, wie AlpO,., MgO, 2IrO2» Aluminium-,
Magnesium-oder Zirkoniumsilikat^ii oder ^eiaisollten öilikaten.
Dis bir.ih.r bekannten Nickel enthaltenden Katalysatoren
wurden hergestellt, indem einer solchen Trägersubstanz
ein Nickelsalz als aktive katalytische Komponente
und Salze anderer Metalle, wie z.B. Bisen, Kupfer, Chrom "
oder Molybdän als Promotoren zugegeben wurden, wobei die zuletzt genannten Komponenten durch Imprägnierung
oder durch mechanisches Vermischen zugegeben wurden«
Der Katalysator v>ird vervollständigt» indem er
zuerst einer Kalzini.rung unterzogen und dann mit Wasserstoff oder reduzierenden Gasen b handelt wird, um die
Metalle in reduzierter Form zu erhalten.
In manchen Fällen wird die Reduktion in der ersten Verfahrensstufe mit Hilfe der bei der Reaktion von Kohlenwasserstoffen
mit oxydierenden G-asen gebildeten reduzierenden Jase durchgeführt.
Die bekannton Katalysatoren sind sehr wirksam und sowohl ge^en plötzliche wärmezufuhr als auch geöen mechanische
Beanspruchung widerstandsfähig, sie sind jedoch oft einer progressiven und manchmal sehr raschen Inaktivierung
unterworfen, welche oft irrtümlicherweise der Anwesenheit von Schwefel zugeschrieben wird«
903BU/ 10 25
Erfindungs^eaäss wurde min festgestellt, dass
keine wesentliche und rasche Inaktivierung stattfindet, wenn die Katalysatoren in einem reduzierenden oder neutralen
Medium und "bei niedriger Temperatur verwendet werden, dass jedoch andererseits die Inaktivierung sehr
schnell stattfindet, wenn die geeebene Temperaturhöhe überschritten
und der Katalysator in Anwesenheit von freiem Sauerstoff verwendet wird.
Es ist ersichtlich, dass die Inaktivierung mit
der Bildung von Verbindungen oder festen Lösungen zwischen Nickeloxyden und den Trägerkomponenten in Zusammenhang
steht»
Die Anwesenheit von freiem Sauerstoff und die hohen Temperaturen sind beides wichtige Faktoren bei der Inaktivierung}
die Anwesenheit von freiem Sauerstoff deshalb, da daa Hickeloxyd und die Oxyde der anderen aktiven
Metalle sich mit dem hitzebeständigen Oxyd und den Silikaten
verbinden, und die hohen Temperaturen, da die Beweglichkeit der Kristallgitter noch gering ist und die
Reaktionen in fester Phase bei stark verminderter Geschwindigkeit stattfinden, wenn die Temperatur unt;r
einer beatimmten Grenze (800 - 900° G) gehalten wird.
Wenn im Gegensatz hiersu in den cyclischen Verfahren bei der Umwandlung oder während des Erhitaens freier
Sauerstoff (Luft) in Mischung mit iVasoerdfuripf (oder
iCohlendioxyd) vorhanden ist und die Temperatur 800 - 900° C
tibersteigt, so tritt sehr leicht eine Inaktivierung des
NickelB ein. '9038UV 1025
BADORlQiNAt
Andererseits kann die Verwendung von freiem Sauerstoff
und dessen Berührung mit dein Katalysator bei hohen
Temperaturen im Falle eines kontinuierlichen oder cyclischen Verfahrens ohne äusseres Erhitzen nicht vermieden werden.
Ausserdem kann die Verwendung von freiem Sauerstoff in Berührung mit dem Katalysator und in Mischung mit Wasserdampf
(oder Kohlendioxyd) auch bei kontinuierlichen Verfahren mit äusaerem Erhitzen erforderlich sein, wenn eine
katalytisch« Umwandlung der Kohlenwasserstoffe oder Kohlenwasserstoff-Mischungen
mit einem höhen 0/H-Verhaitnis oder
einem hohen Schwefelgehalt erwünscht ist.
Die Verwendung von freiem Sauerstoff kann insbesondere
dann erforderlich sein* wenn mit Kohlenwasserstoffen der Formel GnHm, wobei η grosser als 2 ist, gearbeitet
wird* oder wenn der Sehwefelgehalt grosser als
0,3 i° ist, um die Verunreinigung oder die Inaktivierung
des Katalysators durch Kohlenstoff- oder Schwefelablagerungen
zu vermeiden oder zu vermindern.
Je höher die Temperatur ist um so wirksamer ist aach
die schützende oder regenerierende Wirkung des freien Sauerstoffs.
Bin Ziel der vorliegenden Erfinduno ist es, neue
Verfahren für die Herstellung von Katalysatoren zu schaffen, die für die oxydierende umwandlung von Kohlenwasserstoffen
▼erwendet werden können, und die in Anwesenheit von freien
Sauerstoff auf hohe Temperaturen (über 900° 0) erhitat
werden können» ohne inaktiviert xu werden« '
J -909814/1025 BAD
Die Erfindung "betrifft daher einen Katalysator,
der aus einer Niekelkosrponente, wenigstens einer anderen
Metallkomponente und einem hitzebeständigen Oxyd besteht,
wobei die erwähnte andere Metallkomponente mit dem hitzebeständigen
Oxyd gebunden ist.
ITm dies au erreichen, werden geeignete ausgewählte metallische Komponenten dem Träger in zumindest .angemessenen
stöchiometrisehen MengenverhältnisBen und in Form von Salzen
oder Oxyden zugegeben» Durch jfo^fefeag Behandlung bei
hohen Temperaturen werden diese Metallkoraponenten anschliessend
mit den Oxyden oder Silikaten, die den iCriger bilden,
umgesetzt, um deren Kristallstruktur zu modifizieren und
um die Pixierung des Hiekels oder der anderen aktiven
reaktionsfordernden Mittel (Promotoren) zu blockieren»
In einigen Fällen ist es zweckmässig, einen überschuss des
sogenannten "blocking"-Metalles zu verwenden, und zwar insbesondere dann, werm dieses Metall ebenfalls als Promotor
wirkt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ausserdem versohiedene
Verfahren zur Herstellung solcher Katalysatoren, bei denen die Bindung durch Anwendung hoher üeai^eraturen
erreicht wird.
Semäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
besteht ein Verfahren eur Herstellung der Katalyaatoren
darin, dass dem das !Trägermaterial bildenden bitsebeatändigen Oxyd, z.B. VgO, Al2O,, Cr2O5, ZrO2,
Mg-Silikat, Al-Silikat oder Zr-Silikat, wenigstens eine
andere Metallkomponente, beispielsweise ein iweiwertiges
3038 U/1025
BA0ORIG>NAL
oder dreiwertiges Metalloxyd, wie z.B. CuO, MnO, FeO,
Cr2O5 oder ITegO,, zugegeben wird. Es kann zweclcmässig
sein, dem Katalysator ausserdem ein Metalloxyd aus
einem höherwerti^en Metall, z.B. SiQ^ oder MnO2, einzuverleiben.
Uur die Bildung chemischer Vorbindungen durch
Reaktion der anderen Metallkomponente mit dem Träger zu "bewirken, um das Gitter im Hinblick auf Nickel und den bei
der Herstellung des umwandlungskatalysators verwendeten i
Promotor zu inaktivieren, werden die Mischungen der Metallkomponente und des hitzebeständigen Oxyds auf Temperaturen
zwischen voizugsweise 1200° und 1400 C erhitzt.
Die Anwendung höherer Temperaturen ist in »anchen
Fällen zweckmässi^« Die Erhitzungszeiten sollten so gewählt werden, dass sie die Bildung der Verbindungen
ermöglichen, und die Menge der mit dem Trägermaterial umgesetzten Metallkomponente sollte ausreichend sein,
um die Bindungskapazität des Trägers zu blockieren. Die auf diese „eise hergestellten Träger besitzen normalerweise
die für das Kohlenwasserstoff-umwandlungsverfahren
erforderliche Form und werden hierauf mit den Nickelkomponenten und anderen Promotor-Metallsalzen imprägniert
und absohliessend calciniert oder gegebenenfalls
mit "/asserstoff reduziert. .V'ährend des Erhitzens der
hitzebeständigen Mischung auf hohe Temperaturen können
gewisse Vorsichtsmaßnahmen erforderlich werden, um einen
eventuellen Verlust der Porosität des Produktes zu ver-
• 9098 UVI 02 5
meiden, und um dessen anschliessende Imprägnierung mit
den ausgewählten Metallsalzen au ermöglichen. Die erhaltenen Endprodukte sind dadurch gekennzeichnet» dass
sie gegenüber den üblichen Nickelkatalysatoren eine eindeutig höhere Wirksamkeit und Widerstandsfähigkeit gegen
chemische Beeinflussung und Wärme aufweisen, und zwar insbesondere dann, wenn sie bei Verfahren angewendet
werden, bei denen die Verwendung von freiem Sauerstoff erforderlich ist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft die Herstellung des Trägers durch
gemeinschaftliche Ausfällung der verschiedenen Komponenten des Trägers in Form von Gelen, wobei von löslichen
Salzen der entsprechenden Metalle ausgegangen wird, und die gemischten Gele dann auf Temperaturen
zwischen 1200 und HOO0 0 erhitzt werden.
Die erfindungsgemässen Katalysatoren besitzen
eine hohe thermische und chemische Widerstandsfihigkeit,
da das aktive Element für eine Reaktion (Oxydation oder Reduktion) frei ist, wodurch es seine katalytischen
Wirkungen selbst nach dem Erhitzen auf hohe Temperaturen
und in Anwesenheit von freiem Sauerstoff ausüben kann*
Eine weitere Ausführungsform besieht sich auf ein anderes Herstellungsverfahren, bei dem die verschiedenen
den Träger bildenden Oxyde oder Silikate mit den Oxyden des Elementes bew. der Elemente, die zur Blockierung
8098 14/1025
BAD ORIGINAL
der reaktiven Eigenschaften der Trägörkomponenten "bestimmt
sind, vermischt werden, worauf die so erhaltene
Mischung bei den erforderlichen !Temperaturen so lange erhitzt wird, bis die gewünschten Reaktionen ohne einen
übemnässigen Porositätsverlust erhalten werden, und dann
der geeignet geformte Träger mit Ificlcel und -beliebigen Metall
promotoren imprägniert wird.
Brfindungsgeüiäss kann das Verfahren auch durehgeführt
werden, indem Hiekel oder dessen Oxyde mit den
Oxyden des Trägers und des Biockierungselementes vermischt
werden und die so erhaltene Mischung hierauf erhitzt wird.
Auf diese Weise wird das Imprägnieren und die
ansehliesäende Ealzini^rung des Katalysator3 vermieden·
ansehliesäende Ealzini^rung des Katalysator3 vermieden·
Zur Auswertung der Wirksamkeit der beschriebenen Produkte wurden die Katalysatoren in der oxydierten Form
in Laboratoriumsofen leichten Reduktionen (mit Wasserstoff) und hierauf starken und längeren Oxydationen mit Luft und
anschliessenden weiteren Reduktionen mit Wasserstoff unteEworfen.
Die Reaktivität des Nickels wurde durch die während
der Reduktion gebildete Wassermenge bestimmt»
Während die Üblichen Katalysatoren» die für eine
Inaktivierung sehr empfänglich sind, wenn sie nach einer Oxydation unter scharfen Bedingungen einer Reduktion unterworfen w«rdenf nicht die gleiche Menge Wasser bilden wie
9038-14/1025
der anfänglichen Reduktion, führen die erfindungsgemäss
hergestellten Katalysatoren selbst nach wiederholter und starker Oxydationsbehandlung immer zu den gleichen Ergebnissen,
Erfindungcgeiaäs.. wurde nun festgestellt, dass die
Katalysatoren, die ihre Wirksamkeit im Hinblick auf Waasorstoff
nach der Oxydationsbehandlung beibehalten, auch widerstandsfähig sind, wenn sie in kleineren oder grossen
Produktionsanlagen, bei denen ein Inberührungbringen mit
Bauerstoff bei hohen Temperaturen erforderlich ist, für
die umwandlung von Kohlenwasserstoffen, wie z.B. Erdgasen,
flüssigem Petroleumgas und Petroleumfraktionen verschiedener
Dichte, verwendet werden.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern weiterhin die vorliegende Erfindungt
Beispiel 1
Oxy-ßeduktionsversuche.
Oxy-ßeduktionsversuche.
Katalysator A wurde nach dem üblichen Verfahren durch Imprägnieren eines Magnesiumoxydträgers mit einer
ffickelnitratlösung hergestellt und hi rauf bei niedriger
!Temperatur (400 - 550° 0) kalziniert, um die Nitrate zu zersetzen. Das erhaltene Produkt enthielt 5 J° Hi.
Katalysator B wurde nach einem der erfindungsgemässen
Verfahren hergestellt, indem dem aus Magnesiumoxyd bestehen-
90981 kl 1025
den Trä_:er 5 "bis 15 ?° Blockier ung sal ζ, Ohromoxyd GrO,
in Pulverform» zugegeben wurden, am in dem fertigen Katalysator
einen Anteil des entsprechenden Oxyds von 10 - 30 $
zu erhalten, wodurch die Bindungskapazität des Trägers
zerstört werden soll. Die Mischung wurde hierauf homogenisiert,
zu Kügelchen ve r formt und während 24 Stunden
"bei einer Temperatur von 1200 - 1400° 0 getrocknet und
gebacken, um die Reaktionen zwischen den Trägern und dem Blockierungsalz zu eroioglichen. Das Material wurde "
dann mit einer mit Niekelealz -gesättigten, wässrigen
Lösung (Nitrat oder Eormiat) imprägniert. Nach der Zersetzung
des Salzes bei niedriger Temperatur,, etwa 500 C
mit dem Nitrat, enthielt das Endprodukt 5 /■>
JJi.
Beide Katalysatoren wurden Versuchen mit einer abwechselnden
Oxydation und Reduktion untersogen, um indirekt
den aktiven Nickelgehalt (oder die Nickeläquivalente) zu bestimmen, d.h. den Prozentsatz des Nickels, der
"aktiv" oder frei ist, um in einer Reduktion vom Typ
NiO+Hg —^ H2O + Ni eine Reaktion einzugehen. Dieser Prozentsatz
wird durch die Menge Wasser bestimmt, die bei dem Durchleiten von Wasserstoff über den Katalysator vor
und nach der Oxydation mit Luft (bei 1000° 0 während 20 Stunden) erzeugt wird.
Bei der Feststellung der Oxy-Reduktionswerte
wurde eine 20 g Probe mit einer Korngröcse von 2x2 mm
verwendet, die 20 Stunden bei einer Temperatur von 1000°
S 0 G 3 U / 1 (J 2 5
mit Luft "bei einer Fliessgeschwindigkeit von 25 1/Std·
oxydiert und ansehliessend 4 Stunden bei einer Temperatur von 800° C in Wasserstoff mit einer Fliessgeschwindigkeit
von 10 1/Std. reduEiert wurde.
Katalysator A Katalysator B Reduktion mit Hg
Prozentualer Anteil an aktiven Ni-Äquivalenten (+)
frische Probe 6,5 10,6
oxydierende Probe nach 20 Stunden bei 1000° 0 3,0 9,5
+)Der Wert umfasst die anderen freien reduzier-
baren Elemente, die - Niekeläquivalenten ausgedrückt
werden,und den Wert des Blindversuches,
der in dem leeren Reaictionsgefäss durchgeführt wurde (etwa 1 ^).
Wie aus den in der obigen Tabelle angegebenen Werten ersichtlich ist, eeigt sich bei dem Katalysator A nach der
Oxydation bei 1000° 0 eine Inaktivierung des aktiven Elementes, das sich mit dem Träger umgesetzt und deshalb 50 1·
seiner Reaktivität im Hinblick auf Wasserstoff verloren hat; demgegenüber zeigt der Katalysator B selbst nach wiederholten
814/1025 BAD ORIGINAL
Oxydationen bei 1000° G noch etwa die gleiche Menge an
Hickeläquivalenten, was bedeutet, dass, das aktive Element
für eine Oxydation und Reduktion noch vollkommen frei
oder Bindung
ist, ohne dass irgendeine Vernetzung/mit dem Träger eintritt.
Katalysator B1 wurde hergestellt, indem Magnesiumoxyd
als Träger mit dem fein zerteilten Bisenoxyd als Biockierungemitte1 in einer solchen Menge vermischt wurde,
dass der Gehalt in dem Endprodukt 10 - 30 i» betrug. Die
Mischung wurde hierauf homogenisiert, zu kleinen Zylindern
verformt und bei hoher Temperatur, 1200 - 1400° G, während
72 Stunden gebacken, wobei der Träger mit dem Blockierungselement
eine Reaktion einging.
Der auf diese Weise hergestellte Träger wurde
mit einer mit Nickelsalz gesättigten wässrigen Lösung
(Hfitrat oder iOrmiat) imprägniert und bei niedriger
Temperatur (im falle von Hitrat 500° C) kalziniert;
die Endprodukte enthielten 5 0A Hi*
Dieser Katalysator wurde, was die Oxydations-Beduktions-Widerstandsfähigkeit
betrifft, in einem Laboratoriumsofen auf die gleiche Weise geprüft wi* die
Katalysatoren A und B. Me hierbei erhaltenen Ergebnisse
sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt!
9098U/10 25
- -14 -
Katalysator A Katalysator B' Reduktion- mit H2
Prozentualer Anteil an aktiven Ni-Äquivalenten
w frische Probe 6,5 10,4 ;i
wgfrend 20 Stunden bei
1000° 0 oxydierte Probe 3,0 10,3 ρ
+) Dieser Wert umfasst die anderen freien
reduzierbaren Elemente, die «3ws Nickelauagedrückt
fe* werden, und den
Wert des Blindversuches, der in dem leeren •Reaktionsgefäss durchgeführt wurde (etwa 1 /=>).
Auch dieses Produkt besitzt offensichtlich entsprechend
de*·in den vorausgehenden Beispielen beschriebenen Produkt·« eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen
Oxydation bei hoher Temperatur.
Dieses Beispiel betrifft einen anderen Katalysator, der mit B bezeichnet wird und sich von den Katalysatoren
B und B im Hinblick auf das Herstellungsverfahren unter-
TT
scheidet. Der Katalysator B wurde hergestellt, indem
9098U/1025 BAD OWÖMAL
handelsübliches Magnesiumnitrat und handelsübliches
Eiseralitrat in Mengenverhältnissen von 450»580/150t50
vermischt wurden* wobei diese Produkte in der kleinst«
möglichen Menge Wasser gelost und die entsprechenden
Hydroxyde ait Ammoniak ausgefällt wurden. Die auf diese Weise erhaltene Gelmischung wurde getrocknet, bis ein
Wassergehalt erreicht wurde» bei dem ein ansohlteäsendes Verformen zu Zylindern fflöglich, war, worauf die
Mischung bei einer Temperatur zwischen 1200 und 1600° G so lange erhitzt wurde« bis die Reaktion des Blockierungselementes stattfand* j
Der auf diese Woise hergestellte Träger wurde ait
dem aktiven Metall in Form des löslichen Baizes imprägniert* Bas auf diese Weise erhaltene Produkt wurde getrocknet
und zur Zersetzung des Salzes und zur entsprechenden
Umwandlung des aktiven Metalles in das Oxyd bei 400 - 500® G
behandelt, worauf ea/v/asserstoff konditioniert wurde·
Auch dieser Katalysator wurde in geeigneten !laboratorium»* anlagen den Oxydations-Reduktions-Yersuchen unterzogen*
um dessen Widerstandsfähigkeit gegen eine Behandlung bei
hohen Temperaturen festzustellen. ·
Die hierbei erzielten Ergebnisse werden in der nachfolgenden Tabelle aufgeführtι
S Tabelle III
co XI
— Katalysator A Katalysator B
•p- ■
^ Prozentualer Anteil an aktiven
r^ Hi-Äquivalenten
er. /
frische Probe 6^5 10,2
während 20 Stunden bei 100O0C
oxydierte Probe 3,0 1OjO
+) Dieser Wert umfasst die anderen» in dem
Produkt in freier form vorhandenen baren Elemente, die »i* Nickeläquivalenten
ausgedrückt
e werden, und den Wert des Blind-Versuches,
der in dem leeren Reaktionsgefäss durchgeführt wurde und etwa 1 $>
betrug»
laiepiel 4
Die Katalysatoren A, B und B* wurden in einer
Terauchsaalage für die Vergasung von flüssigem Petroleuogas
geprüft, wobei sie in frischer form (sofort naoh
der Herstellung) und nach einer längeren Oxidationsbehandlung bei hoher ^temperatur (etwa 1200° während
Stunden mit einem luftstrom von 200 l/Std. je liter
Katalysator? diese Behandlung entspricht einem beschleunigten Alterungstest) verwendet wurden. Auf diese Weise
konnte die Widerstandsfähigkeit der erfindungsgemässen
Katalysatoren gegen Inaktivierung festgestellt werden*
Die für diese Versuche verwendete Beschickung
bestand im wesentlichen aus einer leichtpetroleumfraktion
mit einem Siedebereich zwischen 40 und 100° 0, der geringe Mengen (4-5 $) schwererer Fraktionen
(Kerösen, Heizöl) zugegeben wurden, wodurch eine Erhöhung
des endgültigen Siedepunktes (siehe Destillationskurve) erreicht wurde. Die Eigenschaften dieser Produkte
werden nachstehend beschrieben!
9 0 9 8 14/1025 BAD ORIGINAL
Spezifisches Gewicht bei 15/4° O 0,700
Kinematische Viskosität bei 2O0O est 1
Schwefelgehalt in Gew.-^ 0,14
Rückstand Conradaon-Kohlenstoff-iBejBis; Gew.-.# 0,06
Oberer Heizwert Kcal/kg 11»570
Aschengehalt, Gew*-$ 0,001
Reid-Dampfdruck bei 38 in kg/cm 0,56
C/H 5,5 .
Destillation
Beginn | destillierten | bei |
10 VoI·-# | H | H. |
20 Vol.-5$ | η | η |
30 VoI·-# | ti | M |
40 Vol.~# | H | H |
50 VoI-.-# | It | H |
60 Vol.-Ji | « | W- |
70 Vol.~?i | Il | η |
80 VO1.-3& | η | Il |
ID Vol.-/S | ||
Endpunkt | ||
42° | 0 |
53, | 5° 0 |
56° | 0 |
60° | 0 |
64° | 0 |
70° | 0 |
79° | 0 |
95° | 0 |
150° | C |
220ö | 0 |
228° | 0 |
Die erzielten Ergebnisse sind in Tabelle IT aufgeführt«
9 0 3 8 U / 1 0 2 5
Bs ist ersichtlich, dass der Katalysator A seine Umwandlungsaktivität nach der Oxydationsbehandlung
teilweise verloren hat. Unter den gleichen Bedingungen ist die Gasausbeute tatsächlich niedriger, die
Zusammensetzung und der Heizwert sind unterschiedlich
und die Menge an zersetztem Wasser ist stark reduziert. Demgegenüber behalten die Katalysatoren B und B1 ihre
?/irksamkeit praktisch unverändert bei.
Beispiel 5 ■
Der Katalysator B wurde in einer Anlage zur
kontinuierlichen endothermen Umwandlung von flüssigem Petroleumgas mit Wasserdampf und Luft (60 Ltr. Katalysator
in einer rostfreien Stahlretorte mit äusserem Erhitzen) geprüft. Diese Anlage war zuvor mit einem
handelsüblichen Katalysator, der mit 3CXX bezeichnet wird, betrieben worden. Die mit beiden Katalysatoren
erzielten Ergebnisse zu Beginn ihrer Verwendung und nach einem Gebrauch von 2 Monaten werden vergleichsweise in der nachfolgenden tabelle V aufgeführt.
Auch in diesem Fall ist der Unterschied zwischen dem Wirksamkeitsverlust des üblichen Katalysators A
und &»n nit dem Katalysator B' erzielten konstanten
Ergebnissen ersichtlich·
BAD
9 038 U/1 02 5 :
für
S Z U L / 1 L B 6 O 6
«At IfIW
Wirksamke its-Tersuche bsi Umreandlungakatalyaatoran/S
J1
D mit Dampf
TTersuohsdauer 1 Stunde
Katalysatorvolumen 0,5
8 L D Fluss, kg/h 1 0,22
Raumgeaehwindigkeit in kg SLB/J.R» 0,44
Gewichtsverhältnis Dampf/SLB . 2 '
Temperatur des Katalysatorbettes in G· 800
Katalysatorart | frisch | A naöft"der OxydationB- haHnn Λ1 ityj g |
f rl seh |
B
näüfi. der Oxydation s- |
5, 5 | frisch |
B*
niCCIi der Oxydation |
Gaserzeugung pro Std. in 1 | 500 | 560 | 659 | 620 | 643 | 610 | |
Gasausbeute in me/kg SLD | 2,27 | it 63 | 2*99 | 2,80 | 2,92 | 2,77 | |
Gaszusammensetaung | |||||||
CO2 la YoI.-* | 8,8 | 6,0 | 8,0 | 8, | 7,8 | 8,2 | |
üng·sättig- ' ter/Wasserstoff ■ " " ■ " ^Kohlen- „ „ w |
8,3(1.0.2,20) 12,5 |
15,5(1· c. 2,2) 10,2 |
17,9 | 5,4(1.o.2»2) 16,5 |
17,2 | 5,9Cla.2,1 16,5 |
|
H2 « » » | 58,1 | 47,0 | 56,3 | 53,0 | 56,6 | 54>3 | |
4 | 8,9 | 16,5 | 12,0 | 15,7 | 12,1 | 13,3 | |
S Gesättigter σ Wasserstoff M * n O Kohlen- „ „ „ Q *2 |
5,5 0,1 |
4,1 0,7 |
0,4 0,4 |
0,4
0,1 |
0,3 0,5 |
■6*1 ^ | |
> Setto-Helz-» ~ 1-1 wert " koal/m^ |
4,455 | 5,978 | 3,772 | 3,988 | 3,840 | 4,0QQ | |
tabelle IT, Fortsetzung
öliger Rückstand, g
Kohlenstoff auf Katalysator, g
Kohlenstoff auf
Katalysator, $> des Kohlenetoffs
in Beschickung
^0 Vergaster Kohlenstoff,
co Menge des mit SLU während
-> 1 Stunde umgesetzten Was-4^
sera, berechnet nach dem . "^ Wert der 0«-Analyse, in g
κ; Vergasungs-Index cn in kcal gas
kcal fie-
sohiokung
(A)
1 3,5
35.5 37,5
19,0 20,1
80.6 78,3
120,4 63,9
90,6 90,3
(B)
Spur Spur
13,000 13,60
6,90
7,3
93,10 92,7
178,7 170,1
107,6 107,0
Spur Spur
17,90 18,3
9,60 9,8
90,4
90,2
168.7 160,5
106.8 105,6
Industrielle Ergebnisse der Katalysatorwirksamkeit frei der SLD-ümwanaiung mit Dampf
Betriebsbedingungen der Anlage:
Saumgeschwindigkeit in kg SLD/fc,h. 0,22
Gewicht are rhältnis Dampf/SLD 2,0
Xoiftf mo/kg SID Q 1,2
temperatur des Katalysatorbettes C 750
CD O HO CC
Katalysatorart
B»
frisch
nach 3~*sttona"fei- frisch
ge ¥ WiÄCtCBgr Einsatz
nach 3-monati-
Gasausbeute, me/kg SLD | 2 | 1,7 | 2,05 | Einsa1 2,0 |
Gaszusammensetzungs | ||||
0O2 in Vol.«iä | 13,2 | 9,0 | 12,5 | 12,0 |
ungesättigter Kohlenwasser- „ „ „ BtOf f |
7,1 | 17,0 | 7,5 | 7,7 |
CO BMM | 4,0 | 4,5 | 4,6 | 4,5 - |
H2 ■" « " | 30,ä | 15,0 | 30,3 | 30,0 |
OH. « w « | 5»0, | 8,4 | 4,9 | 5,2 Γ |
Gesättiger Koh lenwasserstoff rt " w |
10,0 | 5,8 | 9,5 | 9,5 f |
U H « « | 30,5 | 40,3 | 30,7 | 31,1 |
.Netto-Heizwert Kcal/m^ | 4,310 | 5,085 | 4,275 | 4,320 |
Während des Verfahrens- abgela gerter Kohlenstoff in g/l Kat.h |
1 | 2,5 | 0,9 | 1,0 |
Während des Verfahrens abgelager ter Kohlenstoff in fi9 bezogen auf den Kohlenstoffgehalt der Be- sehiekHnx? |
0,55 | 1,35 | 0,5 | 0,5 |
Claims (9)
1. Katalysator, bestehend aus einer Hickelkoiaponenta
■and einem hitzebeständigen frager, z.B. einein
hitzebeständigen Oxyd oder Silikat, dadurch gekennzeichnet,
dass die Struktur des Trägers durch Einverleibung einer Metal!komponente modifiziert
ist.
2. Katalysator, bestehend aus einer Ifickelkoiaponente
und einem hitzebeständigen frager, dadurch gekennzeichnet,
dass die Struktur des hitzebeständigen !Trägers durch chemische Verbindung mit einer
Metallkomponente modifiziert ist.
3. Katalysator nach Anspruch 1 ixnä 2, dadurch .gekennzeichnet,
dass die Hicfcelkomponente mit dem modifizierten
träger physikalisch verbunden ist.
4* Katalysator nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet,
dass die I&etallkomponente ein Kupfer-,
Mangan—, Bisen- oder Ohromoxyd ist»
9033U/1025 BAD OR1Q1NAL
5· Katalysator nach Anspruch 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet,
dass der hitzebeständige Träger ein Oxyd oder Silikat von Aluminium, Magnaslum,
Zirkon oder einer Mischung derselben i&t.
6. Katalysator nach Anspruch 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet,
daso der Katalysator ausserdem
einen Promotor» z.B. ein Kupfer-, Molybdän-, g
Chrom- oder Eisensalz, enthält»
7. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators, "bei dem ein Salz oder ein Oxyd einer Metallkomponente
dem hitzebeständigen Träger zugegeben und die erhaltene Mischung vor der Kalzinierung
und gegebenenfalls der Induktion in Wasserstoff mit Nickel oder Nickelverbindung imprägniert
wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung der Metallkomponente und der hitzebeständige
Träger so behandelt werden, dass die Kristallstruktur des Trägers modifiziert wird.
8» Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
dass die Hetallkomponente und der hitzebeständige
Träger zusammen in Gelform ausgefällt werden*
9 0 9 0 U / 1 0 2 5
9· Terfaliren nach Ansprach 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung aus Ils tall*
komponente und hitzebeständige» !Träger auf
«ine Temperatur zwischen 1200 und 1400° 0 erhitzt wird, um die Modifizierung der Kristallstruktur des Trägers zu bewirken·
10. Verfahren nach Anspruch 7 bis 9* dadurch gekennzeichnet, dass als hitsebeständiger Träger ein Oxyd oder Silikat von Aluminium, Magnesium oder Zirkon und als Metall in άβτ Metallkomponente Kupfer, Mangan» Eisen oder Chrom verwendet werden.
11· Verfahren nach Anspruch 7 bis 1O9 dadurch gekennzeichnet, dass dem Katalysator ein Promoter, vorzugsweise ein Si sen-, Kupfer, Chrom«*
oder Molybdänsale, einverleibt wird.
Der Patentanwaltt
9 0 9 3 1 U 11 0 2 5 BAD ORIGINAL
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-
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