AT280224B - Verfahren zur Herstellung von Trägerkatalysatoren in Tablettenform - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Trägerkatalysatoren in Tablettenform 
Die Herstellung von Katalysatoren in Tablettenform unter Anwendung geeigneter Tablettierungsmaschinen, welche ein-oder mehrstufig arbeiten, ist bekannt (vgl. Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, Band 9,1957, Seite 275). Die Grösse der Tabletten kann 5x5 mm betragen, allerdings auch auch grösser oder kleiner sein, je nach dem vorgesehenen Verwendungszweck. Man verfährt im allgemeinen so, dass der fertige Katalysator in zerkleinerter Form, z. B. als Pulver, der Tablettiermaschine   zugeführt   wird. Da jedoch häufig das Fliessverhalten des Katalysator-Pulvers nicht befriedigt und unter Umständen auch die Festigkeit der Tabletten nicht ausreicht, werden dem Katalysator-Pulver Zusätze beigemischt, z. B. Graphit in den verschiedensten Modifikationen, weiterhin z. B.

   Stearinsäure oder auch Stearate, wie beispielsweise   Magnesium- oder Aluminiumstearat.   Die   Mengen-und Mischungsverhältnisse,   bezogen auf das Katalysatorpulver, können verschieden sein. Es ist auch möglich, nur eine, aber auch mehrere Komponenten gemeinsam zu verwenden. 



   Derart hergestellte Katalysatoren sind natürlich noch nicht voraktiviert bzw. vorreduziert und bedürfen einer entsprechenden Behandlung zur Erzielung einer optimalen Aktivität. Diese Behandlung kann sowohl innerhalb als auch ausserhalb des für die vorgesehene Reaktion verwendeten Reaktors erfolgen. 



   Bei der seit einiger Zeit zunehmenden Verwendung sogenannter "stabilisierter" Katalysatoren kann die reduzierende Behandlung, z. B. mit Wasserstoff, sowie die anschliessende Stabilisierung des jeweiligen Katalysators in geeigneter Form, z. B. als Tablette, Fadenkorn oder Pulver, vorgenommen werden und gegebenenfalls für eine anschliessende Herstellung stabilisierter Katalysatortabletten unmittelbar eingesetzt werden. Eine andere Arbeitsweise geht von vorgeformten Katalysatoren, z B. von Tabletten oder Fadenkorn aus. Hierzu gehören insbesondere sogenannte Fällungskatalysatoren, die gegebenenfalls unter Verwendung von Trägermaterialien, wie z. B. Kieselgur, Aerosil bzw. Al203 und/oder   Si02   enthaltenden Verbindungen hergestellt werden.

   Diese erleiden häufig durch die Reduktion und anschliessende Stabilisierung einen mehr oder weniger starken Schwund und damit Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften. Diese Beeinträchtigung kann bis zu einer völligen Unbrauchbarkeit derartiger Katalysatoren, insbesondere für Festbettreaktionen, führen. Es ist daher erforderlich, diese Katalysatoren zu zerkleinern, abzusieben und aus dem anfallenden Pulver durch Verpressung mechanisch einwandfreie "stabilisierte" Tabletten herzustellen. 



   Die Verformung derartiger stabilisierter, pulverförmiger Massen auf Tablettiermaschinen handels- üblicher Bauart stösst jedoch, wie Versuche zeigten, auf Schwierigkeiten. Die Herstellung der Tabletten erfolgt bei diesen Maschinen in starr angeordneten Matrizen, in die das Katalysatorpulver über geeignete Dosiervorrichtungen eingefüllt wird. Durch bewegliche Stempel wird das Pulver verdichtet, so dass Tabletten mit guten mechanischen Festigkeiten entstehen. Die beweglichen Teile haben im allgemeinen eine recht lange Lebensdauer. Dagegen zeigt sich, dass die Lebensdauer der Matrizen starken Schwankungen unterworfen ist. Infolge der Verschleisserscheinungen, die entscheidend von den chemischen und physikalischen Eigenschaften der zu verformenden Katalysatormasse abhängen, lässt sich häufig schon nach kurzer Zeit keine einwandfreie Tablette mehr herstellen.

   Versuche, diese Nachteile durch Verwendung der bereits oben genannten Zusatzstoffe einzeln, im Gemisch und in verschiedener Menge zu beseitigen, schlugen fehl. 



   Es wurde nun gefunden, dass man die Herstellung von Katalysatoren, insbesondere von vorreduzierten stabilisierten Katalysatoren in Tablettenform dadurch verbessern kann, dass man der Katalysatormasse Graphit und polymere aliphatische Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 3000 bis   2, 000. 000,   einem Schmelzpunkt von 40 bis 150  C und einer Teilchengrösse von 1 bis 1000   p.   zumischt. 

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Graphitanteil Graphit und Polymerverbindung auch noch über 5% hinaus erhöhen kann, ist dies im allgemeinen nicht erforderlich, da kein nennenswerter zusätzlicher Effekt eintritt. 



   Graphit verwendet man in Form der bekannten, handelsüblichen Präparate mit einem Kohlenstoffgehalt von über 99% und einer Kornverteilung, bei der der Anteil von Teilchen bis   10 (1. etwa 50% beträgt.   



  Als polymere aliphatische Verbindung setzt man vorzugsweise geradkettige oder verzweigte Polyolefine und/oder geradkettige oder verzweigte Polyäthylenglykole ein. Als Beispiel seien genannt Hoch- und Niederdruckpolyäthylene, Polypropylene und Polyäthylenglykole. 



   Es ist vorteilhaft, dass das Molekulargewicht der angewandten Polyolefine zwischen 10. 000 und   100. 000,   das der Polyäthylenglykole zwischen 5000 und 20. 000 liegt und der Schmelzpunkt der Polymeren 50 bis   150"C   beträgt. 



   Die Polymeren werden zweckmässig in möglichst feiner Verteilung angewendet, um eine homogene Mischung mit den übrigen Komponenten sicherzustellen. Es hat sich herausgestellt, dass besonders günstige Ergebnisse mit Polymeren erzielt werden, in deren Korngrössenspektrum Teilchen mit über 1000   t   zu höchstens 1% und über 500   t   zu höchstens 10% enthalten sind. 



   Die Polymeren stehen im allgemeinen aus der Produktion in der gewünschten Grösse zur Verfügung. 



  Gröbere Kornverteilungen können in einer Mahl- oder Zerkleinerungsapparatur auf die gewünschten Kornverteilungen gebracht werden. 



   Durch die erfindungsgemässe Arbeitsweise gelingt es, die Lebensdauer der Matrizen auf mehr als das 10fache zu steigern. 



   Beispiel :
125 1 einer auf Siedetemperatur erhitzten Lösung, die je Liter 40 g Ni und 3, 3 g   MgO   in Form der Nitrate enthielt, wurden in 1671 einer siedenden Sodalösung, die je Liter   100 g Na2C03   aufwies, eingerührt. 



  Nach inniger Vermischung der beiden Lösungen wurden in die Mischung 3250 g Kieselgur eingetragen und so lange weitergerührt, bis die Kohlendioxidentwicklung praktisch beendet war. Anschliessend wurde in einer Filterpresse abfiltriert und mit Wasser nachgewaschen. Die ausgewaschene Katalysatormasse wurde getrocknet und zu einem Fadenkorn verformt, das etwa   37%   Ni, etwa 3%   MgO   sowie etwa   24%   Kieselgur enthielt. Dieses Fadenkorn wurde bei einer Temperatur von etwa 500  C mit einem Gasgemisch aus 75 Vol.-% Wasserstoff und 25   Vol.-%   Stickstoff reduziert, darauf durch Behandlung mit Stickstoff, der   0, 5%   Sauerstoff enthielt, stabilisiert und mittels eines Passiersiebes zerkleinert, so dass nach dem Absieben keine über 1, 5 mm grossen Partikel vorhanden waren. 



   In einer Mischvorrichtung wurden diesem Katalysatorpulver   1, 5 Gew.-%   Graphitpulver sowie   0, 5 Gew.-% Magnesiumstearat   zugesetzt. Nach gutem Durchmischen wurde der gesamte Ansatz in einer Laboratoriums-Tablettenpresse auf Tabletten mit einem Durchmesser von 5 mm sowie einer Länge von ebenfalls 5 mm verformt. Nach einer Gesamtleistung von etwa 3, 3 kg Tabletten pro Stempel nahm der Anfall an nicht mehr einwandfreien, teilweise beschädigten Tabletten stark zu. Eine anschliessende Inspektion der verwendeten Matrizen ergab starke Verschleisserscheinungen, denen zufolge die einwandfreie Herstellung von Tabletten nicht mehr möglich war. 
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 erhalten.

   Bei Einsatz eines Polyäthylenglykols mit einem Molekulargewicht von 5000 ging die Stempelleistung geringfügig zurück. 
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 war, zugesetzt, so wurde bei der anschliessenden Tablettierung eine Stempelleistung erhalten, welche diejenige, die bei Einsatz von Magnesiumstearat erhalten wurde, um mehr als das   20fache   übertraf. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von Trägerkatalysatoren, insbesondere von vorreduziertes, stabilisiertes Nickel und Magnesium enthaltender Kieselgur in Tablettenform, dadurch gekennzeichnet, dass man den pulverförmigen Trägerkatalysator mit 0, 5 bis 4 Gew.-% Graphitpulver und 0, 1 bis 1 Gew.-% eines pulverförmigen geradkettigen oder verzweigten Polyolefins und/oder eines pulverförmigen geradkettigen oder verzweigten Polyäthylenglykols, welche Polymeren ein Molekulargewicht von 3000 bis 2, 000. 000, einen Schmelzpunkt von 40 bis 1500 C und einen Korndurchmesser von 1 bis etwa 1000 [1. aufweisen, vermischt und das erhaltene Gemisch in an sich bekannter Weise zu Tabletten verpresst. <Desc/Clms Page number 3>

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man 1 bis 4 Gew.-% Graphit und 0, 3 bis 1 Gew.-% des Polyolefins und/oder Polyäthylenglykols einsetzt.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man Polyolefine mit einem Molekulargewicht zwischen 10. 000 und 100. 000 und einem Schmelzpunkt von 50 bis 150 C und/ oder Polyäthylenglykole, mit einem Molekulargewicht zwischen 5000 und 20. 000 und einem Schmelzpunkt von 50 bis 150 C einsetzt.

   4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man Polyäthylene und/ oder Polyäthylenglykole in deren Korngrössenspektrum Teilchen mit über 1000 (k Korndurchmesser zu höchstens 1% und mit über 500 ji Korndurchmesser zu höchstens 10% enthalten sind, einsetzt.