DE2115860A1 - Catalysts for ammonia synthesis - contg iron oxide, aluminium (hydr)oxide and calcium or magnesium (hydr)oxide - Google Patents

Catalysts for ammonia synthesis - contg iron oxide, aluminium (hydr)oxide and calcium or magnesium (hydr)oxide

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Abstract

Catalysts are pred. thus: iron oxide, gamma-Al2O3 or aluminium hydroxide Al(OH)3 and Ca or Mg oxide or hydroxide are ball-milled and then formed into balls, dried, and sintered at 1000-1500 (1310-1320) degrees C. Si cpds. can opt. be added as silicic acid sol and/or potassium waterglass. Sintering takes place in an atmos. practically free of catalyst poisons contng. 1-1000 ppm. O2 and/or CO2/CO ratio of 6-7000:1 and/or H2O/H2 ratio >20:1, and/or has a dew point of not >60 degrees C. if it contains water vapour.

Description

Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren für die Ammoniak-Synthese Die für die Ammoniak-Synthese eingesetzten Katalysatoren werden im allgemeinen durch Schmelzen von Eisenoxiden mit Promotoren wie Al203, CaO, MgO, K20 hergestellt. Die geschmolzene Masse wird nach dem Abkühlen gebrochen und aus der gebrochenen Masse der Katalysator der gewünschten Korngröße klassiert.Process for the production of catalysts for the synthesis of ammonia The catalysts used for the ammonia synthesis are generally by Melting of iron oxides made with promoters such as Al203, CaO, MgO, K20. the molten mass is broken after cooling and from the broken mass the catalyst classifies the desired grain size.

Die auf diese Weise durch Schmelzen, Brechen und Klassieren hergestellten Katalysatoren besitzen verschiedene Nachteile, die vor allem auf die uneinheitliche Korngröße und -gestalt der Katalysatoren zurückzuführen sind. Es hat daher nicht an Vorschlägen gefehlt, Ammoniak-Katalysatoren auf anderem Wege herzustellen. Bisher sind diese Verfahren jedoch nicht in größerem Maßstab zur Herstellung von Ammoniak-Katalysatoren herangezogen worden.Those produced in this way by melting, breaking and classifying Catalysts have various disadvantages, mainly due to the inconsistent Grain size and shape of the catalysts are attributable. It has therefore not There are no proposals to manufacture ammonia catalysts in other ways. Until now however, these processes are not used on a larger scale for the production of ammonia catalysts been used.

So ist es z. B. bekannt, die geschmolzene, aus Eisenoxiden (Fe504) bestehende Katalysatormasse zur Granulierung durch ein 0 Sieb in ein 50 bis 70 C heißes Bad zu pressen, das aus seinem Lösungsgemisch viskoser aktivierender Zusätze, wie Kaliwasserglas, Pottasche, Kaliumaluminat und Calciumoxid, besteht. Dieses Verfahren ist technisch schwierig durchzuführen und man erzielt dabei keine gleichmäßige Verteilung der Promotoren und dadurch eine geringere Aktivität als bei dem Schmelzkatalysator.So it is z. B. known, the molten, made of iron oxides (Fe504) existing catalyst mass for granulation through a 0 sieve in a 50 to 70 C. to press hot bath, which from its mixed solution of viscous activating additives, such as potassium water glass, potash, potassium aluminate and calcium oxide. This method is technically difficult to carry out and does not achieve an even distribution of the promoters and thus a lower activity than in the case of the melt catalyst.

Weiterhin wurde vorgeschlagen, fein gemahlene Walzabfälle der Eisenindustrie mit gefälltem, bei 400°C kalziniertem Eisen(III)-hydroxid zu mischen, mit Aluminium- und Kaliumnitratlösungen zu tränken und dieses Gemisch nach dem Trocknen bei 1100C unter einem Druck von 16,5 t/cm2 zu Pillen zu verpressen. Die Pillen wurden dann bei 400 bis 4500C vor- und bei 13000C 6 Stunden nachkalziniert. Bei diesem Verfahren verschleißen aber die Pilliermaschinen sehr stark wegen der großen Härte des zu verpressenden 595/70 Materials und des erforderlichen extrem hohen Preßdruckes.It has also been proposed to use finely ground rolling waste from the iron industry to be mixed with precipitated iron (III) hydroxide calcined at 400 ° C, with aluminum and potassium nitrate solutions to soak and this mixture after drying at 1100C to be compressed into pills under a pressure of 16.5 t / cm2. The pills were then pre-calcined at 400 to 4500C and post-calcined at 13000C for 6 hours. In this procedure but wear the Pilliermaschinen very heavily because of the great hardness of the too pressing 595/70 Material and the required extremely high Pressure.

Es ist weiterhin bekannt, mit aktivierenden Zusätzen vermischte, geformte Eisenoxide mit wasserstoffhaltigem Wasserdampf bei hohen Temperaturen von zweckmäßig über 60000 zu behandeln und anschließend zu reduzieren. Um ein festes Zusammenhalten der Masse nach dem Formen zu erreichen, wird dem Oxidgemisch ein Bindemittel, z. B. Dextrin, beigemischt. Das Gemisch wird in Matrizen oder Strangpressen zu Formlingen gepreßt oder es wird nach vollständigem Eintrocknen zu einem dünnen Kuchen durch Brechen oder Schneiden in eine kleinstückige Form gebracht.It is also known, mixed with activating additives, shaped Iron oxides with hydrogen-containing water vapor at high temperatures of expedient over 60,000 to be treated and then reduced. To hold together firmly To achieve the mass after molding, the oxide mixture is a binder, for. B. dextrin added. The mixture is made into moldings in dies or extrusion presses pressed or it turns into a thin cake when completely dry Break or cut into small pieces.

Gemäß einem weiteren bekannten Vorschlag werden Eisenoxid und Aktivatoren enthaltende Mischungen nach Zusatz von Bindemitteln zu Pellets verformt, diese getrocknet und anschließend bei hoher Temperatur gesintert, wobei man die Sinterung der vorgetrockneten Pellets bei Temperaturen zwischen 1000 und 15000C, vorzugsweise bei etwa 14000C, vornimmt.According to another known proposal, iron oxide and activators are used Mixtures containing formed into pellets after addition of binders, these dried and then sintered at high temperature, whereby the sintering of the pre-dried Pellets at temperatures between 1000 and 15000C, preferably around 14000C, undertakes.

Diese beiden Verfahren haben den Nachteil, daß die Formkörper einen Temperaturbereich durchlaufen, bei dem das organische Bindemittel bereits zerstört ist, bei dem aber andererseits die Sinterung noch nicht eingesetzt hat. Dieser Temperaturbereich liegt bei etwa 400 bis 100000. Die Folge ist, daß die Pellets in diesem Temperaturbereich mürbe werden und leicht zerfallen.These two methods have the disadvantage that the moldings have a Pass through the temperature range at which the organic binder is already destroyed is, but on the other hand, the sintering has not yet started. This temperature range is about 400 to 100,000. The result is that the pellets in this temperature range become crumbly and easily disintegrate.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von für die Ammoniak-Synthese geeigneten Katalysatoren durch Verformen eines Gemisches von Eisenoxiden und Aktivatoren und anschließendes Sintern des verformten Gemisches bei Temperaturen von 1000 bis 150000 zu schaffen, das frei von den oben geschilderten Nachteilen ist, und bei dem man nicht auf den Einsatz von Bindemitteln angewiesen ist.The object of the present invention was to provide a method for the production of catalysts suitable for ammonia synthesis by molding a mixture of iron oxides and activators and subsequent sintering of the deformed Mixture at temperatures from 1000 to 150,000 to create that free of the above disadvantages outlined, and where one does not rely on the use of binders is instructed.

Es wurde gefunden, daß diese Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß man die Aktivatoren in Form von miteinander undJoder mit dem Eisenoxid abbindender Verbindungen einsetzt.It has been found that this object can be achieved in that the activators are in the form of binding with one another and with the iron oxide Connections begins.

Erfindungsgemäß werden Calcium und Magnesium nicht in Form ihrer Carbonate; sondern z. B. in Form ihrer Oxide und Hydroxide eingesetzt. Aluminium wird nicht als inaktives Oc-Al205, sondern als oberflächenreiches Al 0 mit einer inneren Oberfläche von 50 bis 200 m2/g oder vor allem als Hydroxid, z. B. insbesondere als Böhmit oder Bayerit, verwendet. Kalium wird als Kaliumhydroxid, insbesondere als Kalilauge mit 5 bis 25 Gew.% KOH angewendet, die z. B. mit der Tonerde Aluminate bildet. Kieselsäure wird in Form von Kieselsäuresol und/oder als Kaliumwasserglaslösung verwendet, z. B. mit einer Konzentration von 5 bis 25 Ges.% SiO2.According to the invention, calcium and magnesium are not in their form Carbonates; but z. B. used in the form of their oxides and hydroxides. Aluminum won't as inactive Oc-Al 2 O 5, but as Al 0 with a high surface area and an inner surface from 50 to 200 m2 / g or especially as a hydroxide, e.g. B. in particular as boehmite or Bayerite is used. Potassium is used as potassium hydroxide, especially as potassium hydroxide 5 to 25 wt.% KOH applied, the z. B. forms aluminates with the alumina. Silica is used in the form of silica sol and / or as a potassium silicate solution, e.g. B. with a concentration of 5 to 25 total% SiO2.

Um hochaktive Katalysatoren zu erhalten, ist es wesentlich, daß in dem fertigen Katalysator das Eisenoxid nicht in Form von Hämatit sondern im wesentlichen als Magnetit vorliegt, d. h.In order to obtain highly active catalysts, it is essential that in The iron oxide in the finished catalyst is not in the form of hematite, but essentially is present as magnetite, d. H.

daß der Katalysator 15 bis 40 Ges., vorzugsweise 24 bis )4 Ges.%, FeO enthält. Bei diesen Gehalten an FeO ist das Eisenoxid in dem fertigen Katalysator röntgenographisch als Magnetit charakterisiert und es ist ferromagnetisch. Zur Erzielung eines hohen Magnetitgehaltes sowie zur Vermeidung einer Verflüchtigung der zugesetzten Kaliumverbindungen ist die Zusammensetzung des Gases, mit dem der Katalysator während der Sinterung in Kontakt steht, wesentlich. Das Gas soll praktisch frei von Katalysatorgiften sein und soll mindestens einer der folgenden vier Bedingungen genügen: a) daß das Gas einen Sauerstoffgehalt von 1 bis 1000 ppm aufweist, b) daß das Gas ein C02/CO-Verhältnis von 6 : 1 bis 7000 : 1 aufweist, c) daß das Gas ein H20/H2-Verhältnis von >20 : 1 aufweist und/oder d) daß das Gas für den Fall, daß es wasserdampfhaltig ist, einen Taupunkt von höchstens 600C besitzt.that the catalyst 15 to 40 total, preferably 24 to) 4 total%, Contains FeO. At these levels of FeO, the iron oxide is in the finished catalyst Radiographically characterized as magnetite and it is ferromagnetic. To achieve a high magnetite content and to avoid volatilization of the added Potassium compounds is the composition of the gas with which the catalyst during the sintering is in contact is essential. The gas should be practically free from catalyst poisons and should meet at least one of the following four conditions: a) that the Gas has an oxygen content of 1 to 1000 ppm, b) that the gas has a CO 2 / CO ratio from 6: 1 to 7000: 1, c) that the gas has an H20 / H2 ratio of> 20 : 1 and / or d) that the gas in the event that it contains water vapor, has a dew point of 600C or less.

Die Sinterung kann z. B. in einem Ofen mit elektrischer Heizung erfolgen. In diesem Fall wählt man als wärmeübertragendes Gas zweckmäßig ein Inertgas, z. B. Stickstoff, mit einem Sauerstoffgehalt von 1 bis 1000 ppm. Führt man die Sinterung mit direkter Gasbeheizung durch, so wählt man Verbrennungsgas aus Brennstoffen mit niederem Wasserstoffgehalt, die Gasemit einem niederen Taupunkt liefern.The sintering can, for. B. be done in an oven with electric heating. In this case, an inert gas, e.g. B. nitrogen, with an oxygen content of 1 to 1000 ppm. One performs the sintering with direct gas heating, one chooses combustion gas from fuels with low hydrogen content that produce gases with a low dew point.

In der folgenden Tabelle sind einige Brennstoffe genannt, wobei in der ersten senkrechten Spalte die für deren Verbrennung erforderliche stöchiometrische Luftmenge und in den folgenden senkrechten Spalten der C02-Gehalt, der N2-Gehalt, der H20-Gehalt und der Taupunkt des Verbrennungsgases angegeben ist.The following table lists some fuels, with in of the first vertical column the stoichiometric required for their combustion Air volume and in the following vertical columns the C02 content, the N2 content, the H20 content and the dew point of the combustion gas are given.

Tabelle 1 Brennstoff Nm Luft/ % CO2 % N2 gH20/Nm Taupunkt Nm) Gas oC Kohlenoxid 2,5 3) 67 -Acetylen 12,5 16,5 83,5 67 41 Äthylen 15 14 86 115 50 Erdgas 8,5 9,5 92 160 56 Koksofengas 5,3 11 89 196 60 Wasserstdff 2ß5 - loo 400 72 Am günstigsten verwendet man als Brennstoff Kohlenoxid, Acetylen oder Äthylen oder auch Dämpfe oder Nebel von Flüssigkeiten ähnlichen C/H-Verhältnisses, wie z. B. Benzol oder Heizöl. Table 1 Fuel Nm air /% CO2% N2 gH20 / Nm dew point Nm) gas oC carbon oxide 2.5 3) 67 -acetylene 12.5 16.5 83.5 67 41 ethylene 15 14 86 115 50 natural gas 8.5 9.5 92 160 56 Coke oven gas 5.3 11 89 196 60 Hydrogen 2 ß5 - loo 400 72 Most favorable carbon oxide, acetylene or ethylene or even vapors are used as fuel or mist of liquids with a similar C / H ratio, e.g. B. benzene or Heating oil.

Als obere Grenze für die Verwendbarkeit eines Brennstoffes ist ein Taupunkt des Verbrennungsgases von 600c anzusehen. Verwendet man z. B. Erdgas (85 % CH4) oder Koksofengas, so vermindert man z. B. den Alkaligehalt von ursprünglich 0,6 % K20 beim Sintern bei 13000C und 1 h Verweilzeit auf 0,1 bis 0,4 % K20. Hierbei erhält man noch einen brauchbaren Katalysator.The upper limit for the usability of a fuel is a Consider the dew point of the combustion gas of 600c. If you use z. B. Natural gas (85 % CH4) or coke oven gas, you reduce z. B. the alkali content of originally 0.6% K20 during sintering at 13000C and 1 h residence time at 0.1 to 0.4% K20. Here you still get a usable catalyst.

Unter den gleichen Bedingungen, Jedoch mit Wasserstoff als Brenngas wird das Alkali bis auf einen Rest von 0,01 bis 0,05 % K20 ausgetrieben. Mit Kohlenoxid als Heizgas wird dagegen praktisch kein Alkali ausgetrieben.Under the same conditions, but with hydrogen as fuel gas the alkali is driven off to a residue of 0.01 to 0.05% K20. With carbon oxide In contrast, practically no alkali is expelled as heating gas.

Die bei der Verbrennung zuzusetzende Luftmenge wird so gewählt, daß in dem Verbrennungsgas das obengenannte C02/CO-Verhältnis vorliegt, d. h., man betreibt den Brenner mit etwas weniger als der stöchiometrisch nötigen Luftmenge (Tabelle 1) und kontrolliert die Abgas-Analyse durch geeignete Meßgeräte (z. B. CO mit einem Ultrarotschreiber, H2 aufgrund der Wärmeleitfähigkeit, H20 mittels Taupunktbestimmung und C02 aufgrund von Absorption).The amount of air to be added during the combustion is chosen so that the above-mentioned CO 2 / CO ratio is present in the combustion gas, d. h., one operates the burner with a little less than the stoichiometrically required air volume (table 1) and controls the exhaust gas analysis using suitable measuring devices (e.g. CO with a Ultra-red recorder, H2 due to thermal conductivity, H20 by means of dew point determination and C02 due to of absorption).

Zur Herstellung des Katalysators werden z. B. die festen Einsatzstoffe fein gemahlen, so daß sie eine Teilchengröße von 1O,ufl0 aufweisen, mit Wasser oder der wässerigen Lösung einer oder mehrerer Komponenten in einer Granuliervorrichtung, z. B.To prepare the catalyst, for. B. the solid ingredients finely ground so that they have a particle size of 10, ufl0, with water or the aqueous solution of one or more components in a granulating device, z. B.

in einem Teller, geformt, zum Abbinden mindestens 0,5 h reagieren gelassen, getrocknet und mit einem Gas der obengenannten Zusammensetzung bei 1000 bis 15000C gesintert. Die günstigste Sintertemperatur richtet sich nach der Zusammensetzung der Katalysators.in a shaped plate, react for at least 0.5 h to set left, dried and with a gas of the above composition at 1000 sintered up to 15000C. The most favorable sintering temperature depends on the composition the catalyst.

Bei üblichen Katalysatoren mit einem Fe304-Gehalt von 80 bis 90 Gew.%, K20-Gehalten von 0,4 bis 1,0 Ges.%, Al203-Gehalten von 2,6 bis 3,5 Ges¢% sowie CaO bzw MgO-Gehalten von 2,0 bis 4,0 Gew.% liegt die optimale Temperatur bei 1500 bis 13500C.In the case of conventional catalysts with an Fe304 content of 80 to 90% by weight, K20 contents from 0.4 to 1.0 total%, Al203 contents from 2.6 to 3.5 total% and CaO or MgO contents of 2.0 to 4.0% by weight, the optimum temperature is 1500 to 13500C.

Je nach der gewählten Verformung erhält man Teilchen der gewünschten Form, z. B. Kugeln von 1 bis 25 mm, vorzugsweise 3 bis 10 mm Durchmesser, die in unreduziertem Zustand ein Litergewicht von 2,0 bis 2,8 kg aufweisen.Depending on the deformation chosen, particles of the desired type are obtained Shape, e.g. B. balls of 1 to 25 mm, preferably 3 to 10 mm in diameter, which in in unreduced condition have a liter weight of 2.0 to 2.8 kg.

Beispiel 1 480 kg schwedischer Magnetit, 10 kg trockener Böhmit, 8,5 kg gemahlener, gebrannter Kalk werden in einer Kugelmühle 4 Stunden lang gemahlen und anschließend auf einem Granulierteller kontinuierlich unter Zusprühen einer Kalilauge der Dichte 1.08 kg/Liter zu Kugeln geformt. Diese werden in-Fässern gesammelt, wobei die Temperatur nach etwa 15 bis 25 Minuten um 0 20 C ansteigt. Anschließend werden sie in einem Hordentrockner mit Umluft bei 1500C getrocknet und in einem Drehrohrofen bei einer Temperatur von 1310 bis 1320°C gesintert. Die gesamte Durchlaufzeit beträgt etwa 3 Stunden, die Verweilzeit in der Brennzone etwa 35 bis 45 Minuten. Die Sintertemperatur wird dadurch erzeugt, daß man über den Katalysator ein Verbrennungsgas leitet, das Je 100 kg Katalysator durch Verbrennung von 28 Nm3 technischem Kohlenoxid mit 75 Nm3 Luft erhalten worden ist. Das Verbrennungsgas ist praktisch frei von Sauerstoff und weist ein CO2/CO-Verhältnis von 15 : 1 bis 20 : 1 auf. Die Pellets werden nach Verlassen des Ofens unter Stickstoff abgekühlt und gesiebt. Das Litergewicht beträgt 2,54 kg, der Gehalt an K20 0,56 Gew., anFeO 29 Ges.. Example 1 480 kg Swedish magnetite, 10 kg dry boehmite, 8.5 kg of ground quicklime are ground in a ball mill for 4 hours and then on a granulating plate continuously while spraying a Potash lye with a density of 1.08 kg / liter formed into spheres. These are collected in barrels, wherein the temperature rises by 0-20 C after about 15 to 25 minutes. Afterward they are dried in a tray dryer with circulating air at 1500C and in a Rotary kiln sintered at a temperature of 1310 to 1320 ° C. The total lead time is about 3 hours, the dwell time in the firing zone is about 35 to 45 minutes. The sintering temperature is generated in that a combustion gas is passed over the catalyst conducts that per 100 kg of catalyst by burning 28 Nm3 of technical carbon oxide with 75 Nm3 of air. The combustion gas is practically free from Oxygen and has a CO2 / CO ratio of 15: 1 to 20: 1. the Pellets are cooled and sieved under nitrogen after leaving the oven. The liter weight is 2.54 kg, the content of K20 0.56 wt., anFeO 29 Ges ..

Beispiel 2 Katalysatorkugeln, die nach obiger Vorschrift hergestellt werden, werden in einem Drehrohrofen gesintert, wobei je 100 kg Pellets ein VerbrennungSgas eingesetzt wird, das durch Verbrennen von 12 Nm3 Erdgas mit 90 Nm3 Luft erhalten worden ist. Das Verbrennungsgas besitzt einen Taupunkt von 550 C, sowie ein C02/CO-Verhältnis von 10 : 1 und ein H20/H2-Verhältnis von 50 : 1. Das Litergewicht des Katalysators ist 2,5 kg, der Gehalt an FeO 27 Gew.% und an K2O 0;3 Ges.%. Example 2 Catalyst spheres produced according to the above procedure are sintered in a rotary kiln using a combustion gas for every 100 kg of pellets is used, which is obtained by burning 12 Nm3 natural gas with 90 Nm3 air has been. The combustion gas has a dew point of 550 C and a CO 2 / CO ratio of 10: 1 and an H20 / H2 ratio of 50: 1. The liter weight of the catalyst is 2.5 kg, the FeO content is 27% by weight and the K2O content is 0.3% by weight.

Zur Testung der katalytischen Aktivität werden die gemäß Beispielen 1 und 2 hergestellten Katalysatoren in einem Hochdruckofen bei einem Druck Von 300 at und Temperaturen von 3600 bis 4900C eine N2/H2-Gasstrom ausgesetzt und die nach einer Zeit von 72 Stunden gebildete Ammoniakmenge gemessen.To test the catalytic activity, those according to examples 1 and 2 prepared catalysts in a high pressure furnace at a pressure of 300 at and temperatures of 3600 to 4900C exposed to an N2 / H2 gas stream and the after measured amount of ammonia formed over a period of 72 hours.

Tabelle 2 3600C 3900C 440°C 4900C Probe 1 102 106 107 110 Probe 2 99 100 102 103 % Probe 3 30 30 30 30 Vergleichskatalysator 100 100 100 100 % Die in der Tabelle 2 genannte Probe 3 ist wie folgt hergestellt worden: Es wird ein inniges Gemisch aus 2000 g Magnetit, 48 g Kaliumcarbonat, 76 g Calciumcarbonat und 48 g Aluminiumoxid hergestellt. Table 2 3600C 3900C 440 ° C 4900C Sample 1 102 106 107 110 Sample 2 99 100 102 103% Sample 3 30 30 30 30 Comparative Catalyst 100 100 100 100% Die Sample 3 mentioned in Table 2 has been prepared as follows: It becomes a intimate mixture of 2000 g magnetite, 48 g potassium carbonate, 76 g calcium carbonate and 48 g of alumina made.

Dieses Gemisch wird mit 3 Gew.% Alginatlösung versetzt und die so erzeugte Masse zu Strängen verpreßt. Die ausgepreßten Stränge wurden in 2,5 cm lange Stücke zerschnitten und 2 Stunden lang 0 bei 120 C getrocknet. Das so erhaltene Produkt wird 30 Minuten lang auf 14000C erhitzt und anschließend langsam abgekühlt.This mixture is mixed with 3 wt.% Alginate solution and the so produced mass pressed into strands. The extruded strands were 2.5 cm long Cut pieces and dry at 120 ° C. for 2 hours. The thus obtained The product is heated to 14000C for 30 minutes and then slowly cooled.

Das nach dieser Vorschrift hergestellte Produkt ist rissig und kann leicht zerrieben werden. Der FeO-Gehalt beträgt 6,9 Ges.%.The product manufactured according to this regulation is cracked and can easily crushed. The FeO content is 6.9 total%.

Die katalytische Aktivität dieser drei Proben wird verglichen mit derjenigen eines handelsüblichen Schmelzkatalysators, die mit 100 % angenommen wird.The catalytic activity of these three samples is compared with that of a commercially available melt catalyst, which is assumed to be 100%.

Aus der Tabelle ist zu ersehen, daß der erfindungsgemäß hergestellte Katalysator in seiner katalytischen Aktivität dem Schmelzkatalysator überlegen ist. Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Katalysators liegt vor allem in seiner einheitlichen Korngröße und -gestalt begründet, sowie in seinem einfachen Herstellungsverfahren, das ohne großen apparativen Aufwand und Verschleiß durchgeführt werden kann.From the table it can be seen that the prepared according to the invention Catalyst is superior to the melt catalyst in its catalytic activity. The main advantage of the catalyst according to the invention lies in its uniform grain size and shape, as well as in its simple manufacturing process, which can be carried out without great expenditure on equipment and wear.

Claims (5)

Patent ansprüchePatent claims 1. Verfahren zur Herstellung eines insbesondere für die Ammoniak-Synthese geeigneten Katalysators durch Verformen eines Gemisches von Eisenoxiden und Aktivatoren und anschließendes Sintern des verformten Gemisches bei Temperaturen von 1000 bis 0 1500 C, dadurch gekennzeichnet, daß man die Aktivatoren in Form von miteinander undjoder mit dem Eisenoxid abbindender Verbindungen einsetzt.1. A process for the preparation of a particular one for ammonia synthesis suitable catalyst by molding a mixture of iron oxides and activators and then sintering the deformed mixture at temperatures from 1000 to 0 1500 C, characterized in that the activators are in the form of one another andjoder compounds which set with the iron oxide are used. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Zusatz von Calcium und/oder Magnesiumverbindungen als Aktivatoren diese in Form ihrer Oxide undXoder Hydroxide einsetzt 2. The method according to claim 1, characterized in that at Addition of calcium and / or magnesium compounds as activators these in the form of their oxides and X or hydroxides 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Zusatz von Aluminiumverbindungen das Aluminium in Form von oberflächenreichen Aluminiumoxiden undXoder in Form von Aluminlumhydroxiden einsetzt.3. The method according to claim 1, characterized in that that when aluminum compounds are added, the aluminum is rich in surface area Aluminum oxides and X or in the form of aluminum hydroxides. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Zusatz von Siliciumverbindungen diese als Kieselsäuresol und/oder als Kaliwasserglaslösung einsetzt.4. The method according to claim 1, characterized in that at Addition of silicon compounds, these as a silica sol and / or as a potassium silicate solution begins. 5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Sinterung in einem von Katalysatorgiften praktisch freien Gas vornimmt, wobei das Gas mindestens einer der vier folgenden Bedingungen genügen muß: a) daß das Gas einen Sauerstoffgehalt von 1 bis 1000 ppm aufweist, b) daß das Gas ein C02/CO-Verhältnis von 6 : 1 bis 7000 : 1 aufweist, c) daß das Gas ein H204i2-Verhältnis von >20 : 1 aufweist und/oder d) daß das Gas für den Fall, daß es wasserdampfhaltig ist, einen Taupunkt von lr hstens Co0c besitzt.5. Process according to Claims 1 to 5, characterized in that the sintering is carried out in a gas practically free of catalyst poisons, wherein the gas must satisfy at least one of the following four conditions: a) that the gas has an oxygen content of 1 to 1000 ppm, b) that the gas has a CO 2 / CO ratio from 6: 1 to 7000: 1, c) that the gas has an H204i2 ratio of> 20 : 1 and / or d) that the gas in the event that it contains water vapor, has a dew point of at least Co0c.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0174080A1 (en) * 1984-08-03 1986-03-12 Imperial Chemical Industries Plc Catalystsfor the synthesis of ammonia
FR2572955A1 (en) * 1984-09-06 1986-05-16 Podolsky Igor Block of catalyst in the form of grains, containing iron oxides, of reinforced activity, for the synthesis of ammonia, and process for the preparation of the said block of catalyst.
EP0222542A2 (en) * 1985-11-08 1987-05-20 Imperial Chemical Industries Plc Catalyst precursors
EP0223439A2 (en) * 1985-11-08 1987-05-27 Imperial Chemical Industries Plc Catalyst precursors
US4705769A (en) * 1985-07-25 1987-11-10 Phillips Petroleum Company Composition of matter for conversion of C3 and C4 hydrocarbons
EP0249360A2 (en) * 1986-06-12 1987-12-16 Imperial Chemical Industries Plc Sintered articles
EP0331466A1 (en) * 1988-03-04 1989-09-06 E.I. Du Pont De Nemours And Company Carbon dioxide calcination of methanol dissociation catalysts
JP2017225955A (en) * 2016-06-24 2017-12-28 国立大学法人 大分大学 MANUFACTURING METHOD OF MgO CARRYING CATALYST

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0174080A1 (en) * 1984-08-03 1986-03-12 Imperial Chemical Industries Plc Catalystsfor the synthesis of ammonia
FR2572955A1 (en) * 1984-09-06 1986-05-16 Podolsky Igor Block of catalyst in the form of grains, containing iron oxides, of reinforced activity, for the synthesis of ammonia, and process for the preparation of the said block of catalyst.
US4705769A (en) * 1985-07-25 1987-11-10 Phillips Petroleum Company Composition of matter for conversion of C3 and C4 hydrocarbons
EP0222542A2 (en) * 1985-11-08 1987-05-20 Imperial Chemical Industries Plc Catalyst precursors
EP0223439A2 (en) * 1985-11-08 1987-05-27 Imperial Chemical Industries Plc Catalyst precursors
EP0222542A3 (en) * 1985-11-08 1987-07-29 Imperial Chemical Industries Plc Catalyst precursors
EP0223439A3 (en) * 1985-11-08 1987-08-05 Imperial Chemical Industries Plc Catalyst precursors
EP0249360A2 (en) * 1986-06-12 1987-12-16 Imperial Chemical Industries Plc Sintered articles
EP0249360A3 (en) * 1986-06-12 1989-06-28 Imperial Chemical Industries Plc Sintered articles
EP0331466A1 (en) * 1988-03-04 1989-09-06 E.I. Du Pont De Nemours And Company Carbon dioxide calcination of methanol dissociation catalysts
JP2017225955A (en) * 2016-06-24 2017-12-28 国立大学法人 大分大学 MANUFACTURING METHOD OF MgO CARRYING CATALYST

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