DE2257228A1 - Katalysator - Google Patents
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Description
J 21 P 76
Anmelder* JOHNSON, MATTHEY 4 CO., LIMITED
78, Hatton Garden, London, BClP IAE, England
Diese Erfindung bezieht sich auf Katalysatoren zur katalytischen Oxydierung von organischen Verbindungen, zur katalytischen
Reduzierung von Stickoxiden mit einem reduzierenden
Brennstoff und auf Katalysatoren, die bei der Herstellung von Methan durch Dampfreformieren von Erdöl und Erdöldestillaten
verwendet werden. Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit der katalytischen Dampfphaeenoxydierung von Kohlenstoff
enthaltenden Verbindungen wie Kohlenmonoxid und die niederen
Kohlenwasserstoffe, z.B. Methan Und Äthan. Die Erfindung befaßt aiqh fernerhin mit Verfahren, in denen solche Reaktionen
durchgeführt werden.
Methan wird gegenwärtig wegen seiner relativen Billigkeit und seinem Vorkommen im Erdgas beispielsweise aus der Nordsee-und
anderen Gegenden in zunehmendem MaBe als reduzierender Brennstoff in Betracht gezogen. Es kann in einer Anzahl von industriell
wichtigen Verfahren oxydiert werden.
ünverbrannte Kohlenwasserstoffe, teilweise oxydierte Kohlenwasserstoffe,
Stickoxide und Kohlenmonoxid, die in den Aus-
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puffabgasen von Verbrennungsmotoren enthalten sind» sowie ein·
große Vielzahl von anderen organischen Verbindungen, die durch bekannte und eingefahrene Prozesse in der chemiechen Industrie
hergestellt werden, stellen ernste Probleme für die Vergiftung der Atmosphäre dar. Zu diesen Abgasen gehören die Auspuffabgase
von Verbrennungsmotoren, die Abgase von industriellen Färb-Brennöfen, Druckpressen, Draht-Emaillieröfen, sowie von
mit Lösungsmitteln arbeitenden Reinigungsverfahren, von Speichertanks
für Lösungsmittel und der chemischen Reaktionen, wie beispielsweise bei der Herstellung von Xthylen und Ätylenoxid,
um nur einige Beispiele zu nennen.
Das Stickoxi , welches in den Auspuffgasen von Dieselmotoren
vorkommt, ist hauptsächlich Stickstoffoxid. Es wird während der Verbrennung des Dieselbrennstoffs durch die Kombination
von Stickstoff und Sauerstoff bei den in dem Verbrennungsraum herrschenden hohen Temperaturen und Drücken erzeugt. Das
Vorkommen von Stickstoffoxid in den Auspuffabgasen ist dann
besonders gefährlich, wenn die Maschine in einem geschlossenen Raum benutzt wird.
Jeder Operationsparameter des Motors, der die Verbrennungstemperatur reduziert, wird ebenfalls die Konzentration an
Stickstoffoxid reduzieren. Z.B. führen ein Verlangsamen der Maschine, die Erhöhung der Brennstoffkonzentration, die Reduzierung
der maximalen Leistungsabgabe der Maschine, und das wieder in den Zyklus Hineinbringen der Auspuffabgase je-
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wells zu einer Verringerung des StickstoffoxidanteilB.
-Unglücklicherweise erhöht jedoch eine Reihe dieser Modifikationen,
die die Stickstoffoxidanteile reduzieren, den CO- und Kohlenwasserstoffgehalt der Auspuffgase, und sie
können daher nicht ohne eine Vorrichtung zur Reinigung der Auspuffgase verwendet werden.
Die katalytische Verbrennung ist. ein bekanntes Verfahren zur Eliminierung vieler der Komponenten, die im Abgas eines
Dieselmotors enthalten sind. Daß katalytische System bewirkt die Beschleunigung der Verbrennung von Kohlenmonoxid,
Kohlenwasserstoffen, Aldehyden, usw», die mit Sauerstoff
in den Auspuffgasen vorhanden sind. Die Produkte dieser Reaktion sind Kohlendioxid und Wasser, die natürlich geruchlos
und nicht giftig sind. Im Gegensatz zum Benzinmotor kann bis zu 2oJ6 überschüssige Luft in den Auspuffgasen von Dieselmotoren
vorhanden sein, die ausreichend Sauerstoff für die Verbrennungsreaktion liefert. Man braucht daher für die katalytische
Reinigung von Dieselabgasen lediglich eine Katalysatorkammer im Abgassystem der Maschine anzuordnen.
Im allgemeinen läuft die katalytische Oxydierung bei einer
wesentlich niedrigeren Temperatur ab als der zur direkten Verbrennung erforderlichen Temperatur, und da es sich hierbei
um eine Oberflächenreaktion handelt wird sie weniger von der Konzentration der Reaktanten beeinflußt.
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■ _ 4 _
Aus Sicherheitsgründen überschreitet die Konzentration von
brennbaren Dämpfen in der Luftströmung von Fabrikanlagen nicht 25% der unteren Explosionsgrenze, so daß die Dämpfe
nicht gezündet werden können. Die Konzentration der Dämpfe, die man bei Problemen der Luftreinhaltung vorfindet, liegen
im Bereich zwischen 1 und looo ppm, und damit die Verbrennung stattfinden kann, muß die Temperatur der dampfbeladenen
Luft auf die Selbstentzündungstemperatur erhöht werden. Diese Temperatur ist von der chemischen Zusammensetzung der
Dämpfe abhängig. Sie liegt selten unterhalb von 5000C und
sie kann zur Erzielung einer vollständigen Verbrennung bis zu looo C betragen.
Die Kosten für den zur Erreichung dieser Temperatur erforderlichen
Brennstoff sind häufig untragbar und in einigen Fällen sogar höher als die Betriebskosten des die Dämpfe erzeugenden
Verfahrens selbst. Obwohl also die Verbrennung ein attraktives Verfahren zur Vernichtung von organischen
Luftverunreinigungen ist, da es sich kontinuierlich anwenden läßt und keinen Ausfluß erzeugt, sind dennoch Einrichtungen
erforderlich, um die Reaktionstemperatur herabzusetzen, um damit das Verfahren wirtschaftlicher zu machen.
Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Methan und Äthan, und andere organische Verbindungen, die von den Abgasen von Dieselmotoren
unter mittlerer oder hoher Belastung abgegeben werden, erfordern relativ hohe Katalysatortemperaturen, bevor eine
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Reaktion eintritt. Wenn man also einen Katalysator herstellen
könnte, der für Methan und die niedrigen Kohlenwasserstoffe bei wesentlich tieferen Reaktionstemperaturen aktiv
ist, so würde dies einen beträchtlichen Fortschritt gegenüber den bekannten Verfahren darstellen. Entsprechendes gilt
für die Verwendung eines aufgebrachten katalytischen Metalls zur Verringerung der Luftverunreinigung (häufig als NOX-Verringerung
bezeichnet), wobei der am schwierigsten zu benutzende Brennstoff Methan ist, da es hohe Katalysatortemperaturen erfordert, bevor die Reaktion eintritt. Methan ist
jedoch einer der am billigsten zur Verfügung stehenden Brennstoffe,
und wenn ein Katalysator hergestellt werden könnte, der bei wesentlich niedrigeren Reaktionstemperaturen für
Methan aktiv wäre, so würde sich ebenfalls ein beträchtlicher Portschritt gegenüber den bekannten Prozessen ergeben.
Die Herstellung von Salpetersäure durch die Oxydation von Ammoniak bringt normalerweise ein Rückstand- oder Abfallgas
mit sich, das giftiges NO und NO3 enthält. Die Anwesenheit
von Stickoxiden in den Rückstandgasen rührt von der unvollkommenen Umwandlung der Stickoxide in Salpetersäure
her, und im Ergebnis werden die giftigen Stickoxide überlicherweise
in die Atmosphäre abgelassen. Das Ablassen dieser Stickoxide in die Atmosphäre ist jedoch unerwünscht, da
sie korrosiv sind und die Gefahr von Schäden sowohl für
pflanzliches wie tierisches Leben gegeben ist.
309822/117 Ü
Das RUckstandgas in Salpetersäurefabriken, in denen Ammoniak
oxydiert wird, enthält in einem typischen Fall, auf das Volumen bezogen, von o,l bis o,5 % NO, von Spuren bis o,3 % Κ0_,
von 2 bis 5 % 0„ und als Rest inerte Bestandteile, wie z.B.
Stickstoff und Argon. Darüber hinaus kann auch N2O vorhanden
sein, und zwar in einer Menge, die von Spuren bis zu 1 Vol. reicht, sowie Wasserdampf in einer Menge bis zu 5 Vol.-Si.
Bei der Verringerung für die Luftreinigung ist es wünschenswert, alle, oder praktisch alle Stickoxide zu entfernen, bevor
das Rückstandgaa in die Atmosphäre abgelassen wird. Jedoch sind sowohl die unvollständige wie auch die vollständige
Entfernung der Stickoxide von wirtschaftlichem Interesse. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine wirksamere
Reinigung der Rückstandgase zu ermöglichen als es bisher mit Hilfe von bekannten Prozessen möglich war.
Zur Zeit arbeiten die kommerziellen NOX-Systeme, in denen Naturgas als Brennstoff benutzt wird, nicht sehr zufriedenstellend,
wenn man sie mit denjenigen Systemen vergleicht, welche teurere Brennstoffe wie Wasserstoff oder Erdöl benutzen.
Wegen der hohen Katalysator-Eingangstemperaturen ist immer ein Zweibett-Katalysatorsystem nötig, und in vielen
Fällen wurde von geringer Brennstoff-Umwandlungseffizienz,
geringer NOX-Verringerung und sehr geringer Katalysator-Lebensdauer berichtet.
309022/1170 "7 "
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, einen Katalysator zu
schaffen, bei dem die Zündung bei einer niedrigen Temperatur stattfindet, so daß man zu einer tiefen Temperatur des Einlaßgasstroms
kommt.
Bei einem Reinigungsverfahren mit katalytischer Reduktion von Stickoxiden wird ein reduzierender Brennstoff, wie Wasserstoff,
Kohlenmonoxid, Ammoniak, ein normalerweise gasförmiger Kohlenwasserstoff, Naturgas, oder andere Kohlenwasser
stoff gase oder Flüssigkeiten in den Strom der Rückstandgase injiziert und mit den Stickoxiden in diesen Strom
zur Reaktion gebracht. Wenn der Brennstoff die Stickoxide und Sauerstoff stöchiometrisch überschreitet, so werden die
Stickoxide auf außerordentlich geringe Konzentrationen vermindert. Wegen der hohen Gasströmung, die sich bei der Herstellung
von Salpetersäure ergibt, (in einem typischen Fall ungefähr 2832o nr Gas pro Stunde in einer Fabrikanlage mit
einer Salpetersäureproduktion von 24o t/Tag), müssen die Katalysatoren ein hohes Aktivitätsniveau haben, und die
Reaktoren sollten in der Lage sein, große Gasströme zu verarbeiten.
Viele Salpetersäurefabriken verwenden Hochdruckprozesse bei der Ammoniakoxydation, und es ist deshalb ein wesentlicher
Vorteil, aus dem Rückstandgas der Anlage wieder Energie zu gewinnen, die dazu benutzt werden kann, Leistung für das
System zu liefern. In einigen Systemen kann so viel Energie
309822/1170
wiedergewonnen werden, daß der Prozess sich selbst unterhält
und sogar noch zusätzliche Leistung liefert. Bei solchen Systemen ist es wesentlich, daß der Katalysator hoch aktiv ist, der
Gasströmung einen minimalen Widerstand entgegensetzt und die Reaktion bei niedrigen Anfangs- oder Zündtemperaturen katalysiert
.
In Reinigungsprozessen sind die Katalysatoren oft für sehr lange Zeit Temperaturen von über 500 C ausgesetzt. Ein Hauptfaktor
dafür, daß der Katalysator deaktiviert wird, ist, daß der hitzebeständige Oxidträger diese Temperaturen und die für
lange Zeit vorherrschenden Korrosionsbedingungen nicht aushält. Der Katalysator muß daher eine vernünftig hohe (75° 800
C) TemperaturStabilität haben. Ähnliche Probleme treten
bei der Verwendung von Erdgas auf (das hauptsächlich aus Methan besteht, jedoch auch eine bestimmte Menge Wasserstoff enthält).
Wesentliche Vorteile einer niedrigen Zündtemperatur sind:
a) Besserer Wirkungsgrad der Brennstoffumwandlung und
geringere Betriebskosten (d.h. in denjenigen Fällen, in denen der organische Ausfluß als Brennstoff verwendet wird);
b) eine höhere prozentuale Beseitigung der giftigen Gase, die in die Atmosphäre entweichen;
c) kleinere Wärmeaustauscher und ein billigeres Reaktorsystem können verwendet werden, und
d) die Benutzung eines einzelnen Katalysatorbetts anstelle eines doppelten oder anderer, komplizierterer Systeme
wird möglich.
3Q9822/117Q
Es ist eine Aufgabe eier Erfindung, ein Verfahren zu schaffen,
bei dem die Zündung der organischen Verunreinigungen bei einer
tiefen Temperatur stattfinden kann, so daß sie vollständiger aus einem in die Atmosphäre entweichenden Abgas entfernt werden
können.
Die Kontrolle der Luftverunreinigung durch katalytische Verbrennung
legt eine Anzahl von Beschränkungen auf den Katalysatortyp , der benutzt werden kann, über die Anforderungen
hinaus, daß der Katalysator bei niedrigen Temperaturen aktiv sein sollte, muß er sowohl unter oxydierenden als auch unter
reduzierenden Bedingungen stabil sein. Wenn der Katalysator in einen Reaktor gepackt wird, sollte er einen sehr niedrigen
Druckabfall quer zum Bett haben, und er sollte widerstandsfähig
gegen Abnutzung, termischen Schock und Verstopfen durch Staubpartikel sein.
Bis jetzt ist Platin als bevorzugter Katalysator fürMie Kontrolle
von Luftverunreinigungen benutzt worden. In der üblichen
aufgebrachten Form ist Platin aktiver als die besten der
Grundmetallkatalysatorens es ist stabil bis auf wenigstens
75o°C, und es ist widerstandsfähig gegen die meisten elementaren Katalysatorgifte mit der Ausnahme von Blei und Phosphor.
Aufgebrachtes Platin ist, ebenso wie Grundmetallkatalysatoren, in Pelletform benutzt worden, aber Probleme des Druckabfalls
durch das Katalysatorbett und Abnutzung zwischen den einzelnen
309322/117Ü
- Io -
Katalysatorpellets bewirken starke Einschränkungen bei der Konstruktion des Katalysatorreaktors.
Die Konzentration der organischen Verbindungen in den Dämpfen
ist ebenfalls wichtig. In den meisten Fällen beeinflußt die , Konzentration die Zundtemperatür nicht wesentlich. Eine bemerkenswerte
Ausnahme ist jedoch Methan. Die Konzentration der Dämpfe und ihre Zusammensetzung bestimmen jedoch die Sauerstoffmenge,
die verbraucht wird, und den Temperaturanstieg, der sich am Katalysator einstellen wird. Das kann berechnet
und bei der Konstruktion der Reinigungsanlage berücksichtigt werden. Wo"sie einen wesentlichen Beitrag liefert, kann die erzeugte
Wärme dazu benutzt werden, die Oxydation aufrechtzuerhalten oder sie kann zurückgeführt werden, um die Temperatur
des Prozeßgases zu erhalten.
Die Temperatur des die Dämpfe enthaltenden Gasstroms bestimmt im großen Maße den Entwurf der zur Kontrolle der Verunreinigung
erforderlichen Anlage. Wenn die Temperatur oberhalb der zur Zündung nötigen liegt, kann der Katalysator direkt in den
Gasstrom gebracht werden. Beispiele dieser Verwendung sind Draht-Emaillieröfen, einige öfen zur Trocknung von Farbe,
selbstreinigende Kocher und Abgassysteme für Diesel- oder innere Verbrennungsmotoren.
Nach der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für die Beseitigung eines Stickoxides aus einem Gasstrom dadurch ge-
JQ9822/1 IVU
- li -
kennzeichnet, daß man das Gas zusammen mit einem gasförmigen Reduzierungsbrennstoff bei erhöhter Temperatur durch einen
aufgebrachten Katalysator leitet, der ein inertes Material aufweist, das imprägniert oder überzogen ist mit einer Mischung
oder Legierung aus Platin und Rhodium, wobei das Rhodium weniger als 2o Gew.-Sf des Gesamtmetallgehalts ausmacht.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für die Oxydierung einer organischen Verbindung
oder von Kohlenmonoxid in einem Gas, das auch Sauerstoff enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gas bei erhöhter
Temperatur durch einen aufgebrachten Katalysator leitet, der ein inertes Material aufweist, das imprägniert oder überzogen
ist mit einer Mischung oder Legierung aus Platin und Rhodium, wobei das Rhodium weniger als 2o Gew.-% des Gesamtmetallgehalts
ausmacht.
Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Katalysator für (1) die Oxydation von Kohlenmonoxid oder organischer
Verbindungen, die sonst die Atmosphäre vergiften würden, oder (2) für die Reduzierung von Stickoxideh mit Hilfe
eines gasförmigen Reduzierungsbrennstoffs, oder (3) für die
Herstellung von Methan durch Dampfreformieren von Erdöl oder
Erdöldestillaten dadurch gekennzeichnet, daß der ein inertes Material aufweist, das imprägniert oder überzogen ist mit der
erwähnten Mischung oder Legierung aus Platin und Rhodium, wobei das Rhodium weniger als 2o Gew.-% des Gesamtmetallgehalts
309822/1170
- 12 -
ausmacht.
Unter allen Aspekten der Erfindung liegt das inerte Material vorzugsweise in gerippter Zellform vor, und zwar vorzugsweise
als starre poröse hitzebeständige Wabenstruktur. Vorzugsweise hat das inerte Material außerdem einen ersten überzug aus einem
hitzebeständigen Oxid mit einem großen Oberflächenbereich, und dieser überzug ist dann weiterhin imprägniert oder überzogen
mit der erwähnten Mischung oder Legierung aus Platin und Rhodium.
Bevorzugt wird die Verwendung einer Rhodium-Platin-Legierung, die wenigstens ein Gew.-% Rhodium enthält.
üblicherweise beträgt der Anteil an Rhodium in der Mischung oder
Legierung 5-15 Gew.-% (vorzugsweise 7 »5 Gew.-%) des Gesamtmetallgehalts.
Die inerte, starre, poröse, hitzebeständige Wabenstruktur kann aus einem keramischen Material hergestellt sein. Geeignete
keramische Materialien sind Zirkon-Mullit, Mullit, Alpha-Aluminiumoxid,
sillimanit, Magnesiumsilikat, Zirkon, Petalit, Spodumen, Cordierit und Aluminosilikat. Geeignete Produkte
sind "TORVEX" (eingetragenes Warenzeichen), das von E.I. du Pont de Nemours & Co. verkauft wird. Waschüberzogenes "THERMACOMB"
(eingetragenes Warenzeichen), das von der American Lava Corporation verkauft wird, und "MATTECEL" (Handelsname), das von
- 13 309822/1170
Matthey Bishop Inc. verkauft wird. Ein anderes brauchbares Produkt ist in der britischen Patentschrift Nr. 882,484
(Corning Glass Works) beschrieben.
Katalysatoren nach der vorliegenden Erfindung können für
die Herstellung von Methan durch Reformieren oder Dampfreformieren
von Erdöl benutzt werden. Erhebliche Mengen von Methan können dadurch erzeugt werden, daß man. Erdöl bei
hohen Temperaturen (vorzugsweise 3oo°C) durch die oben beschriebenen
Platin-Rhodium-Katalysatoren schickt* Dieses Verfahren findet dann Anwendung, wenn Erdgasvorräte nicht
ohne weiteres zur Verfügung stehen.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht
ein Verfahren für (1) die Qxidierung von Kohlenmonoxid, oder
einer anderen organischen Verbindung» welche sonst atmosphärische Vergiftungen hervorrufen würde» oder (2) für die Reduzierung
eines Stickoxids durch einen gasförmigen Reduzierungabrennstoff,: oder (3) für die Produktion von Methan durch Dampfreformieren
von Erdöl oder Erdöldestillaten, darin, äaß wan das
Gas bei einer erhöhten Temperatur durch;einen aufgebrachten
Katalysator schickt» der eine inerte» starre, poröse, hitzebeständige
Wabenstruktur aufweist, die imprägniert oder überzogen
ist mit einer Mischung oder legierung aus Platin und
Rhodium,, wobei das Rhodium weniger als 2o Gew,-$ des Gesamtmetallgehalt
a ausmacht» . ' « -
• - 14 -
Unter "erhöhter Temperatur" wird eine Temperatur verstanden, die zur katalytischen Oxydation einer signifikanten Menge der
organischen Verbindungen oder zur katalytischen Reduktion einer signifikanten Menge der Stickoxide usw. ausreicht, die
als Ergebnis des Kontakts mit den Katalysatoren nach der Erfindung
auftreten. Im Falle der Herstellung von Methan durch Reformieren von Erdöl beträgt die "erhöhte Temperatur" z.B.
3oo°C. Bei den zu oxydierenden organischen Verbindungen, beispielsweise Benzol, Kohlenmonoxid und Propylen, betragen die ;
erhöhten Temperaturen jeweils l8o°C, 15o°C bzw. 2oo°C.
Vorzugsweise ist der Erstüberzug (oder Zwischenüberzug) auf der hitzebeständigen Wabenstruktur ein hitzebeständiges Oxid,
wie beispielsweise Aluminiumoxid oder Magnesiumoxid. Es wurde gefunden, daß man einen sehr viel stabileren Katalysator erhält,
wenn bis zu 25 Gew.-58, vorzugsweise etwa 5 Gew.-Ji eines
Oxids einer Seltenen Erde vorhanden ist.
Wie erwähnt kann der Erstüberzug (oder der Zwischenüberzug) aus Oxid auf der hitzebeständigen Wabenstruktur eines oder
mehrere der Oxide der Metalle der Gruppe IIIA (also Scandium,
Yttrium und die Lanthaniden) enthalten, und zwar in Form des einfachen Oxids oder in gebundener Form inonenausgetauscht
auf ein Molekularsieb, wie Zeolit. Die Gruppe-IIIA-Metalloxide
können jeden beliebigen Gewichtsanteil des gesamten hitzefesten Metalloxidüberzugs mit großem Zischenoberflächenbereich aus-
309022/1170 " 15 "
machen, und zwar bis zu loo % einschließlich. Vorzugsweise
ist das Oxid jedoch mit 5~2o Gew.-% vorhanden, wobei der Rest
aus Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Siliciumoxid, Beryllerde, Boroxid-Aluminiumoxid, Silicium-Aluminiumoxid, usw. besteht.
Wenn beispielsweise ein neodymausgetauschtes MolekuTarsieb-Zeolit
vom Typ 13 X (vertrieben von Union Carbide Company) so verwendet wird, daß es lo' Gew.-% der Zwischenschicht bildet,
dann würden wir dies bewerkstelligen, indem wir loo Gramm der Natriumform des Zeolit in 5oo Kubiczentimeter einer etwa
5 gew.-^igen Lösung des Neodymnitrat-hexahydrats ND(NO,),6HpO,
die auch etwa 2 Gew·.-% Ammoniumnitrat enthält, suspendieren. Diese Mischung würden wir im Rückfluß für 18 Stunden bei
80-90 C halten, dann waschen, trocknen und für 2 Stunden bei 5oo°C brennen. Der gesamte Prozeß würde dann wiederholt werden,
wodurch dann ein Zeolit hergestellt wäre, in dem das gesamte Natrium gegen Neodym ausgetauscht ist. Das Vorüberzugsoxid
kann die Form eines kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Films von o,ol-o,25 mm Dicke haben. Neodymoxid ist das bevorzugte
Seltene Erden-Metalloxid.
Rhodium bildet bis zu 2o Gew.-^, vorzugsweise 5-15 Gew.-% und
besonders bevorzugt etwa 7*5 Gew.-% des Gesamtmetällgehalts
in der Mischung oder Legierung. In einer Form sind 7,5 % des
Metallgehalts in der Mischung oder Legierung Rhodium.
Das für die Erfindung verwendete inerte Material, auf das das
30982271170
- 16 -
hitzebeständige Metalloxid (welches Seltene Erden-Metalloxid enthält) geschichtet wird, kann irgendeine beliebige hitzebeständige
Verbindung sein, die nicht mit der Beschichtung reagiert und in einer Form mit einer großen Oberfläche hergestellt
werden kann. Vorzugsweise reagiert dieses Material auch nicht mit den gasförmigen Bestandteilen, die im Verlauf
des Prozesses auftreten. Oxide, oder Gemische von Oxiden eines oder mehrerer der folgenden Elemente können als inertes
,Trägermaterial benutzt werden: Magnesium, Kalzium, Strontium, Barium, Aluminium, Skandium, Yttrium, die Lanthaniden, die
Aktiniden, Gallium, Indium, Thallium, Silizium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Thorium, Germanium, Zinn, Blei, Vanadin,
Niob, Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram und Uran. Weiterhin können auch Verbindungen, wie z.B. Karbide, Boride und SiIizide
der Übergangsmetalle verwendet werden. Andere geeignete keramische Materialien, die ebenfalls benutzt werden können,
wurden oben erwähnt.
Die hitzebeständige Metalloxidschicht (die auch Seltene Erden-
, ■
Oxid enthalten kann) wird auf dem eigentlichen inerten Trägermaterial
entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich abgelagert, und zwar bevorzugt in Form eines Films, der eine Dicke
von o,öl bis o,o25 mm hat. Diese Oxidschicht ist selbst durch eine poröse Struktur mit einem großen inneren Porenvolumen
und einem großen Gesamtoberflächenbereich charakterisiert. Unter Arbeitsbedingungen zeigt ein Platin-Rhodium-Katalysator
- 17 J09822/1 170
mit dieser Mischung ads hitzebeständigen Seltene Erden-Oxiden
als Erst- oder Zwischenschicht bemerkenswerte Oxydationsleistungen.
Katalysatoren nach dieser Erfindung bedeuten daher einen beträchtlichen
Fortschritt im Vergleich zu bekannten Katalysatoren,.·
Andere geeignete aktive, hitzebeständige Oxide umfassen z.B.
die Familie der Gamma-' oder aktiven Alurainiumoxide, aktive
oder kalzinierte Beryllerde, Zirkoniumoxid,. Titanoxid, Hafnium
oxid, Thoriumoxid, Magnesiumoxid, Siliziumoxid, die Oxide der
Lanthaniden, z.B. Neadymoxid, und Kombinationen von Metalloxiden
wie beispielsweise Boroxid-Aluminiumoxid oder Siliziumoxid-Aluminiumoxid,
Das aktive, hitzebeständige Oxid ist vorzugsweise
überwiegend aus den Oxiden eines oder mehrerer Metalle der Gruppen II, III und. IV des periodischen Systems
zusammengesetzt. Das aktive» hit-zebeständige Metalloxid,, das
abgelagert wird, kann 1-5'Q- Gew...-/? des einheit liehen Trägers-,
vorzugsweise von 5~3o Gew..-56 ausmachen.
Eine Mischung aus hitzebeständigen Oxiden (wahlweise Oxide
der Seltenen, Erden enthaltend) kann auf verschiedene Weise
auf dem inerten Trägermaterial niedergeschlagen·- werde*!. Eine'
Methode besteht darin, daß man den Träger in eine Lösung von
Salzen der Metalle taucht und dann kalziniert, so daß das Salz
bis zur Oxidform zersetzt wird. Eine andere und bevorzugte Me-
309822/1170
- 18 -
thode besteht darin, daß man den Träger in eine wässrige Suspension, Dispersion oder einen Brei der Oxide selbst
taucht, dann trocknet und kalziniert.
In diesem Fall können Suspensionen oder Dispersionen mit
einem Feststoffgehalt von I0-70 Gew.-JS benutzt werden, um
in einem einzigen Schritt Metalloxid auf dem Träger abzulagern. Um einen Katalysator mit Io Gew.-% Aluminiumoxid / Neodymoxid
auf einer Zirkon-Mullitstruktur (beispielsweiae) anzuordnen, werden in der Suspension 2o-4o Gew.-% Feststoffe
verwendet. Der Prozentsatz der vorhandenen Feststoffe wird auf der Basis des gezündeten Gewichts bestimmt (gezündet bei
lloo C). Eine besonders bevorzugte Methode umfaßt die Bildung
einer wässrigen Dispersion oder eines Breies, wie vorstehend beschrieben, und das nasse Zerreiben oder Malen des Gemische,
wodurch die hitzebeatändigen Seltene-Erden-Metalloxide (die zeolitgebunden sein können) zu einer fein verteilten Form reduziert
werden und man einen thixotropen Schlamm enthält, der die gewünschte Konsistenz aufweist, also einen Feststoffgehalt
von I0-70 Gew.-Jt hat. Der Träger wird dann in den Schlamm eingetaucht,
getrocknet und kalziniert. Im allgemeinen werden Kalzinierungstemperaturen von 15o C bis 800 C benutzt. Die
Kalzinierung wird vorzugsweise an der Luft durchgeführt, z.B. im Strom getrockneter Luft, oder aber auch im Kontakt mit anderen
Gasen wie z.B. Sauerstoff, Stickstoff, Rauchgas oder unter Vakuum. Die Oxidmischung wird auf der Oberfläche des
- 19 309822/1170
inerten eigentlichen Trägermaterials einschließlich - wenn das Trägermaterial eine Wabenstruktur ist - der Kanaloberflächen
und der äußeren Makroporen, die mit den Kanaloberflächen in Verbindung stehen, abgelagert. Die Zwischenschicht umfaßt im
Gewichtsverhältnis von l-^os und vorzugsweise von 5~3o Gew.-%
des Gesamtgewichts des überzogenen inerten Materials.
Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann auch ein zweiter Zwischenträger benutzt werden. Zum Beispiel
kann die Oxidmischung auf Aluminiumoxidpartikeln niedergeschlagen werden, und die so beschichteten Partikel können
selbst auf das inerte Trägermaterial abgelagert werden, das beispielsweise auch Aluminiumoxid sein kann. Der Träger kann
aber auch eine Wabenstruktur sein., die aus irgendeinem keramischen
Material besteht, wie oben beschrieben. Auf diese Weise ist es möglich, einen Katalysator herzustellen, der den
reagierenden Gasen eine sehr viel größere Oberfläche des katalytisch aktiven Metalls darbietet. Es versteht sich, daß mehr
als ein Zwischenträger benutzt werden kann^ und zwar in Abhängigkeit
von der relativen Größe aller beteiligten Partikel. Es ist jedoch normalerweise nicht nötig, mehr als zwei Zwischenschichten
zu verwenden. Zum Beispiel könnte die Struktur des Katalysators folgende sein:
a) Inertes Trägermaterial in keramischer Wabenform;
b) Partikel eines zweiten inerten Materials (welches dasselbe sein kann wie das erstgenannte inerte Material,
jedoch nicht zu sein braucht), beschichtet mit
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- 2ο -
c) einer Mischung aus feuerfesten und (wahlweise) Seltenen
Erden-Oxiden, und
c) eine katalytisch aktive Metallschicht mit einer Legierung
oder Mischung aus Platin und Rhodium.
Zur Herstellung von Strukturen dieser Art können bekannte Verfahren
benutzt werden.
Beispielsweise werden einer kolloidalen Dispersion von Aluminiumoxid
in Wasser, also einem hydratisieren Aluminiumoxidsol,
eine Lösung der löslichen Salze von Aluminium und Neodym und ein Alkali, wie eine Ammoniumhydroxydlösung, in hinreichender
Menge beigegeben, um die löslichen Salze (als Oxide) auf die kolloidalen Aluminiumteilchen niederzuschlagen. Der
Niederschlag kann dann gefiltert und dazu benutzt werden, einen Schlamm herzustellen, der dann seinerseits dazu benutzt
wird, eine keramische Wabenstruktur zu überziehen. Die überzogenen Partikel haben vorzugsweise einen Durchmesser zwischen
o,ol und 25 Mikron. Weiterhin kann das inerte Material vollkommen mit der ausgefällten Mischung aus feuerfesten Seltene
Erden-Metalloxiden überzogen werden.
Eine Alternativmethode ist die Gleichzeitig-Ausfällung. Lösungen löslicher Salze des hitzebeetändigen Metalle, der Seltenen
Erde und des Vorläufers der Oxide des inerten Materials (bei-
309822/1170
spielsweise Aluminiumnitrat, wenn,das inerte Material Aluminiumoxid
sein soll) werden mit hinreichend Alkali, vorzugsweise einer Ammoniumhydroxydlösung, behandelt, so daß alle
drei Metalloxide zusammen ausgefällt werden. Dieses. Verfahren ist jedoch nicht so zufriedenstellend, und es kann dahingehend
abgeändert werden, daß man einen Brei der Salze benut
ζt.
Die Imprägnierung mit der Mischung oder der Legierung aus
Platin und Rhodium kann nach einer der bekannten Methoden zur Ablagerung von katalytisch aktiven Metallen auf Trägern
durchgeführt werden. Wenn z.B.. eine keramische Wabenstruktur mit einer großflächigen Ablagerung aus hitzebeständigen und
Seltene Erden-Oxiden benutzt wird, kann der Träger in eine Lösung aus wasserlöslichem Salz oder wasserlöslichen Salzen
des Platins und des Rhodium wie zum Beispiel Chloroplatinsäure und Rhodium-tri-ohlorid eingetaucht werden; die Mischung
wird zur Sicherstellung einer gleichförmigen Verteilung ge- .
rührt, und dann werden die Metalle durch chemische oder thermische
Reduktion oder durch Ausfällen in einem chemisch kom binierten Zustand auf der Trägerstruktur niedergeschlagen.
Das Metall wird nach konventioneilen Techniken aktiviert.
Nach der Imprägnierung mit Platin und Rhodium kann dar Katalysator vorteilhafterweise mit Schwefelwasserstoff in Kontakt
gebracht werden, um die Mischung oder Legierung aus Platin und
Rhodium in dem katalytisch aktivsn Film aus Oxid als Sulfid
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zu fixieren. Dadurch ergibt sich auch ein aktiverer und geeigneterer
Katalysator mit einer guten Dispersion des Platins und des Rhodiums in einer Form, die eine Wanderung des Metalls während
des Trocknens und Kalzinierens verhindert. Als Alternative kann eine wässrige Lösung aus Platin- und Rhodiumverbindungen
mit Schwefelwasserstoff zur Bildung eines Sols zur Reaktion gebracht v/erden, und dieses Sol wird auf den Film aus dem als
Zwischenträger dienenden hitzebeständigen Seltene-Erde-Metalloxiden
aufgebracht. Im Anschluß an diese Behandlung kann der fertige
Katalysator im Temperaturbereich von 15o C bis 800 C und
unter den oben angegebenen Bedingungen kalziniert werden.
Es ist erstrebenswert, daß der fertige Katalysator einen Zwischenträger
aus hitzebeständigen Oxiden in aktiviertem oder kalziniertem Zustand enthält. Es ist auch bekannt, daß ein
keramischer Katalysatorträger, der stabilisiert worden ist, indem er auf eine Temperatur erwärmt wurde, die wenigstens
o,4 mal ao hoch wie sein Schmelzpunkt in Grad Kelvin ist,
unter Arbeitsbedingungen sehr viel beständiger und ohne jeden Verlust an Aktivität des Katalysators ist. Die Aktivierung des
als Zwischenträger dienenden Metalloxidfilms kann vor der Ablagerung auf den Träger oder anschließend durchgeführt werden,
und ichlieAlich sogar nach der Imprägnierung mit Platin und
Rhodium. Normalerweise wird ein solches Material kalziniert, oder teilweise kaleiniert, bevor es auf den Träger abgelagert
wird, gegebenenfalls aber auch nach dieser Ablagerung, in je dem Falle jedoch vor der Ablagerung der katalytischen Platin-Rhodium-Komponente. Der die Mischung oder Legierung aus Platin-
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Rhodium enthaltende Katalysator kann durch Kontakt mit molekularem
Wasserstoff bei erhöhten Temperaturen vor, während oder nach der Kalzinierung ,reduziert werden.
Die benötigte Menge von Platin und Rhodium ändert sich in Abhängigkeit von den besonderen, ausgewählten Verhältnissen.
In allen Fällen wird jedoch die hinzugefügte Menge an Platin-
und Rhodiumverbindungen ausreichen, um eine kleine, aber katalytisch v/irksame Menge des Materials in den fertigen Katalysator
zu verbringen, um die Oxidation der in dem Gas vorliegenden organischen Verbindung, die sonst die atmosphärische Vergiftung hervorrufen würde, zu katalysieren. Im allgemeinen
kann die gesamte Menge an Platin und Rhodium, auf das Gewicht bezogen, im Bereich von oso5 bis Io %s bevorzugt ο ,5
bis 2 % liegen (bezogen auf den gesamte aufgebrachte Katalysatorstruktur)
.
Es hat sich gezeigt, daß ο,9 % w/w und 1,8 % w/w geeignete
Konzentrationen sind.
Wenn Katalysatoren nach der vorliegenden Erfindung zur Kontrolle der Luftverunreinigung benutzt werden, so kann mit
einer aktiven Lebensdauer von wenigstens zweieinhalb Jahren gerechnet werden. Während aus Palladium auf einer Zwischenschicht
aus Aluminiumoxid und einem eigentlichen Träger aus Keramikwaben akzeptable Zündtemperaturen zeigt, so hat sich
doch herausgestellt, daß es bei Betriebstemperaturen insta-
309822/1170
stabil ist und innerhalb eines Monats versagt. Unsere Ergebnisse
lassen erkennen, daß 7»5 Gew.-% Rhodium und 92,5 Gew.-SS
Platin, niedergeschlagen auf einem Zwischenträger aus einer feuerfesten Seltene-Erde-Oxidmischung wie vorstehend beschrieben,
und einem eigentlichen Keramikwabenträger einen Katalysator nach der vorliegenden Erfindung ergeben, bei dem zweckmäßig
tiefe Zündtemperaturen mit außergewöhnlich hohem Wirkungsgrad hinsichtlich der Entfernung von Giftstoffen miteinander
vereinigt sind.
Vorzugsweise bildet von den katalytisch aktiven Metallkomponenten,
die vorliegen, (also Platin und Rhodium) das Rhodium 7,5 Gew.-^ der Gesamtmenge. In einigen Fällen war aber auch
ein Anteil von 15 % Rhodium sehr wirksam. Es ist auch vorzuziehen, daß die Kombination aus chemischen und/oder thermischen
Verfahren zur Imprägnierung und Reduktion derart verläuft, daß eine-Legierung der beiden Metallkomponenten auf
der Oberfläche des Trägers gebildet wird.
Bei der Entfernung von Stickoxiden und für die Oxidierung von Methan wurden mit den folgenden Legierungszusammensetzungen
gute Ergebnisse erzielt, die niedergeschlagen waren auf Zwi-' schenschichten aus 95 Gew.-% Aluminiumoxid oder Magnesiumoxid
und 5 Gew.-% Neodymoxid, und mit einem eigentlichen Keramikwabenträger:
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Gew.-%
Platin | Rhodium |
95,o | . 5,o |
92,5 | 7,5 |
9o,o | lo,o |
85,o | 15,o |
Die vorliegende Erfindung umfaßt auch Gase, welche mit einem Verfahren oder einem Katalysator nach der Erfindung hergestellt
worden sind.
Eine Reihe von simulierten Automobilabgasuntersuchungen wurde
durchgeführt, um die Wirksamkeit von verschiedenen auf keramischen
Wabenträgern niedergeschlagenen Rhodium/Platin-Mischungen im Vergleich zu Platin allein au untersuchen. Die Wirksamkeit
wurde auf der Basis der prozentualen Umwandlung der'unerwünschten
gasförmigen Komponente relativ zur Eingangstemperatur in den Katalysator gemessen. Ideale Ergebnisse sind eine möglichst
niedrige Einlaßtemperätur bei loo-Jäiger "Umwandlung."
Die Bedingungen, unter dejien gearbeitet wurde s waren die im
CVS (constant volume semple) Federal Test Cycle geforderten.
In jedem dieser Versuche hatte das Abgas die folgende Zusam-
• - 27
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CO : H O2 ; 356
C3H6 : 5oo p.p.m H20(g): 5Ji
MO : 2ooo p.p.m N„ : Rest
Der Druck, unter dem das Gas durch einen Reaktor von 5o,8 mm Durchmesser geschickt wurde, der den Katalysator enthielt,
betrug eine Atmosphäre und die Volumengeschwindigkeit betrug 50000 vv/Stunde.
Die Figuren 1 und 2 zeigen die Verbesserung in Form sehr stark reduzierter Einlaßtemperaturen für fast loo/3-ige Umwandlung,
wenn eine Reihe von Rhodiurn-Platin-Legierungen auf zwei verschiedene Typen von Keramikwaben niedergeschlagen waren.
In Fig.l wurde eine keramische Wabenstruktur mit 8 Rippen oder 16 Löchern auf 25 »^ mm benutzt, während in Fig.2 eine
Wabenstruktur mit 4 Rippen oder 8 Löchern auf 25 »*♦ mm benutzt
wurde. In beiden Fällen hatten die keramischen Wabenstrukturträger den gleichen Aluminiumoxid-Waschüberzug. Die Linien
mit nicht aufgetragenen Punkten repräsentieren die Resultate für reines Platin. Die Linien mit aufgetragenen Funkten repräsentieren
die Resultate mit verschiedenen Verhältnissen von Rhodium und Platin, wobei jedoch in allen Fällen die gleiche
Gesamtmenge an katalytischem Metall benutzt wurde.
Aus Fig.l läßt sich ersehen, daß 7,5 Gew.-;# Promoter, nämlich
Rhodium, Resultate ergeben, die etwas besser sind als 33%
Rhodium-Platin.
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Aus Pig.2 läßt sich erkennen, daß Io und 15$ Rhodium-Platin
Resultate ergeben, die fast identisch sind mit denen für 35$
Rhodium-Platin. Die Resultate für 5 und 7,5$ Rhodium-Platin
bei 2oo C sind nur wenig schlechter, wenn man die sehr viel geringere Menge des vorliegenden Rhodiums bedenkt.
In den Figuren 3,4,5 und 6 sind die Prozentumwandlungen
für jedes der Gase Kohlenmonoxid, Stickoxid und Propylen in einem Abgasstrom mit derselben Zusammensetzung wie in .,
Beispiel 1 gegen die Sauerstoffkonzentration {%) in dem Abgas aufgetragen, und zwar für 35$, 25$, Xo% und 5% Rhodium-Platin-Legierungen,
die niedergeschlagen waren auf einem mit Aluminiumoxid waschüberzogenen Keramikträger mit 8 Rippen auf
25,4 mm. Die Einlaßtemperatur betrug in jedem Falle 45o C.
Aus den Figuren 5 und 6 ergibt sich, daß fast gleiche Resultate mit 5% und lo# Rhodium/Platin erzielt werden können, wie
mit bekannten Katalysatoren (Figuren 3 und 4). Tatsächlich verlaufen die Kurven für die Kohlenmonoxid-Umwandlung steiler
bei den Katalysatoren mit geringem Rhodiumgehalt als bei denjenigen mit hohem Rhodiumgehalt. Daraus ergibt sich ein breiteres
Fenster der Sauerstoffumwandlung (im Vergleich zu 25$
Rhodium/Platin) bevor die Stickoxid-Umwandlung wegzufallen beginnt. Daher können kleinere Mengen von Rhodium benutzt
werden, ohne daß dadurch die Qualität der Katalysatoren im
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Hinblick auf die Umwandlung giftiger Abgasbestandteile merklich geringer würde.
In Fig. 7 ist die ausgezogene Linie eine Aufzeichnung der
Zündtemperatur eines simulierten Verbrennungskraftmaschinenabgases, das die gleiche Zusammensetzung hat wie das in Beispiel 1 (und auch 3% Sauerstoff enthält) gegen die Rhodiummenge, die in einer Rhodium-Platin-Legierung vorliegt, welche auf einen keramischen Wabenträger mit k Rippen, (8 Löchern)
auf 25>'l mm niedergeschlagen ist. Es wurde durchweg die
gleiche Gesamtmenge Metall benutzt. Die gestrichelte Linie
zeigt die Wirkung einer Nickel-Platin-Legierung mit Veränderungen im Nickelgehalt als Vergleich.
Zündtemperatur eines simulierten Verbrennungskraftmaschinenabgases, das die gleiche Zusammensetzung hat wie das in Beispiel 1 (und auch 3% Sauerstoff enthält) gegen die Rhodiummenge, die in einer Rhodium-Platin-Legierung vorliegt, welche auf einen keramischen Wabenträger mit k Rippen, (8 Löchern)
auf 25>'l mm niedergeschlagen ist. Es wurde durchweg die
gleiche Gesamtmenge Metall benutzt. Die gestrichelte Linie
zeigt die Wirkung einer Nickel-Platin-Legierung mit Veränderungen im Nickelgehalt als Vergleich.
Da niedrige Zündtemperaturen wünschenswert sind, ergibt sich, daß die Anwesenheit von ganz geringen Gewichts-Prozentsätzen
von Rhodium einen bemerkenswert guten Effekt auf die Zündtemperatur und daher auf den Wirkungsgrad des Katalysators ausübt.
309822/1170
Claims (1)
- ■Patentansprüche(ΐ) · Katalysator, dadurch gekennzeichnet, daß er ein inertes Material aufweist, das mit einer Mischung oder einer Legierung aus Platin und Rhodium imprägniert oder überzogen ist, wobei das Rhodium in einer Menge von bis zu 2o Gew.-% des Ge~ samtmetallgehalts vorliegt.2. Katalysator nach Anspruch l.s dadurch gekennzeichnet, daß das Rhodium von 1 bis etwas weniger als 2o Gew.-% des Gesamtmetallgehalts ausmacht.3. Katalysator nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das inerte Material eine einheitliche, poröse, hitzebeständige Verfeindung ist.4. Katalysator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hitzebeständige Verbindung ausgewählt ist aus derjenigen Gruppe, welche besteht} aus den Oxiden von Mg3 Ca, Sr, Ba, Al, Sc, Y, den Lanthaniden, den Aktiniden, Ga, In» Tl, Si, Ti, Zr, Hf, Th, Ge, Sn, Pb, V1 Nb, Ta9 Cr, Mo3 W3 U, sowie den Karbiden, Boriden und Suiziden der Übergangsmetalle.- 3o 309822/11705· Katalysator nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hitzebeständige Verbindung ein keramisches Material ist.6. Katalysator nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß er eine Zellstruktur ist.7. Katalysator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gerippte Zellstruktur Wabenform hat.8. Katalysator nach einem der Ansprüche 5 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das keramiache Material aus der
Gruppe auegewählt ist, die aus Zirkon-Mullit, Alpha-Alumi- niumoxid, Sillimanit, Magnesiumsilikaten, Zirkon, Petalit, Spodumen, cordierit und Aluminosilikaten besteht.9· Katalysator nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das inerte Material als einen ersten auf dieses aufgebrachten Überzug eine Schicht oder Ablagerung eines hitzebeständigen Oxids aufweist, das mit dem Inerten Material nicht reagiert.Io. Katalysator nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daft dta hitzebestlndige Oxid ein Film mit der Dicke von o,ol mn bit 0,025*» mm Dicke ist.- 31 -309822/117011. Katalysator nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß das hitzebeständige Oxid einen großen Oberflächenbereich aufweist.12. Katalysator nach Anspruch 9»dadurch gekennzeichnet, daß das hitzebeständige Oxid ein großes inneres Porenvolumen aufweist.13· Katalysator nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das hitzebeständige Oxid vorwiegend zusammengesetzt ist aus einem Oxid von einem oder mehreren der Metalle der Gruppen II, III und IV des periodischen Systems.Ik. Katalysator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das hitzebeständige Oxid ausgewählt ist aus der Gruppe, welche besteht aus den Oxiden von Be, Mg, B, Al, Si, Ti, Zr, Hf, und Th.15. Katalysator nach Anspruch I1I, dadurch gekennzeichnet, daß das Lanthanidenoxid 5 bis 2o GeW.-$ des hitzebeständigen Oxidüberzugs ausmacht.16. Katalysator nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxid ausgewählt ist aus der Gruppe, welche aus Scandium, Yttrium und einem der Lanthaniden besteht, und zwar ir, ior Form, in welcher diese ionenausgetauscht auf ein Mole-309822/1 17P, ::■-·;. -kularsieb vorliegen.17. Katalysator nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Molekularsieb ein Zeolit ist.18. Katalysator nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß der Natriumgehalt eines Zeoliten durch Neodym ionenausgetauscht ist.19· Katalysator nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Molekursieb etwa Io Gew.-% des hitzebeständigen Oxids ausmacht.20. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung oder Legierung 5 bis 15 Gew.-J5 Rhodium bezogen auf den Gesamtmetallgehalt aufweist.21. Katalysator nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung oder die Legierung 7,5 Gew.-/J Rhodium enthält,22. Verfahren für die Reduzierung eines Stickoxids in einem Gas, das auch Sauerstoff enthält, mit einem reduzierenden Brennstoff, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gasmischung bei einer erhöhten Temperatur durch einen aufgebrachten Katalysator schickt, der eine inerte starre poröse hitzebeständig Wabenstruktur aufweist, die mit einer Mischung oder309822/1 17U- 33 -Legierung aus Platin und Rhodium überzogen ist, in der Rhodium von 1 bis etwas weniger als 2q Gew,^$ des tallgehalts ausmacht.·23· Verfahren für die Elidierung; eine? organischen Verbindung in einem auch SauerstPff enthaltenden Gas? 4θβ , ■ durch gekennzeichnet j daß man die Sasmischung hei girier erhöhten Temperatur durch einen aufgebrachten !analysator sohiGkt, der eine inerte starre poröse, hitzepest^ndige Viabenstruktur aufweist, die mit einer Mischung pde.r Regierung von Platin und Rhodium überzogen ist, in der das Rhodium ' von 1 bis etwas weniger als 2q Ge.w»^| des ßesamtmetallgs-* halts ausmacht.2*1, Verfahren für die Herstellung von Methan Dampf reformierung von Erdöl oder BpdÖldes.tillaten, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gasmischung bei einer erhöhten Temperatur durch einen aufgebrachten Katalysator schickt, der eine inerte starre poröse hitz,ebestgnäige Wabenstruktur aufweist, die mit einer Mischung oder Legierung aus platin und Rhodium überzogen ist, in der das Rhodium von 1 bis € weniger als 2o Gew.-%. des Gesamtmetallgehalts ausmacht,25» Verfahren zur katalytisehen Reduzierung eines stickoxide in einem Gasstrom, dadurch gekennzeichnet, man das Gas mit einem gasförmigen; Reduzierungsbrenns.toff309822/117«mischt und die sich so ergebende Mischung bei einer erhöhten Temperatur mit einem aufgebrachten Katalysator in Kontakt bringt, der einen Träger aufweist, welcher aus einer inerten starren porösen hitzebeständigen Keramikwabenstruktur beisteht, die einen ersten oder Zwischenüberzug aus einen» einen großen Oberflächenbereich aufweisenden hitzebeständigen Me~ talloxid aufweist, welches ausgewählt ist aus der Gruppe# die besteht aus der Familie des Gamma- oder aktiven Aluminiumoxids, aus aktivem oder kalzinierten Berylliurnoxid, Zirkoniumoxid, Titaniumoxid, Hafniumoxid, Thoriumoxid, Magnesiumoxid, silicium/ oxid, den Lanthaniden, Boriumoxid'-Aluminiuniaxid, Siliciumoxid-* Aluminiumoxid, Magnesiumoxid-Aluminiumoxid, und der einen zweiten überzug aus einer Legierung aus Platin und Rhodium aufweist, in dem Rhodium von i bis etwas weniger als 2o ßew.-Si des Gesamtmetallgehalts ausmacht.26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Lanthanidenelement Neodym ist.27· Ein Gas, dadurch gekennzeichnet» daß es nach einem Verfahren oder mit einem Katalysator nach der vorliegenden Erfindung behandelt worden ist.309833/1170
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