DD234799B5 - Process for the regeneration and reactivation of palladium carrier catalysts - Google Patents

Process for the regeneration and reactivation of palladium carrier catalysts Download PDF

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DD234799B5 DD27340185A DD27340185A DD234799B5 DD 234799 B5 DD234799 B5 DD 234799B5 DD 27340185 A DD27340185 A DD 27340185A DD 27340185 A DD27340185 A DD 27340185A DD 234799 B5 DD234799 B5 DD 234799B5
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Rainer Dipl-Chem Schubert
Heiner Dipl-Chem Dr Rer Lieske
Joachim Dipl-Chem Dr R Voelter
Angelika Dipl-Chem Heilmann
Angelika Glombik
Reiner Dehner
Frank Dipl-Ing Bachmann
Joachim Dipl-Ing Kotter
Ulrich Dipl-Chem Neumann
Rainer Dipl-Chem Dr Schoedel
Herbert Dipl-Chem Dr Spindler
Hans-Georg Friese
Eberhard Dipl-Chem Grasshoff
Manfred Dipl-Chem Hattwig
Juergen Dipl-Chem Lunau
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Leuna Werke Gmbh
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Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regeneration und Reaktivierung von Palladium-Trägerkatalysatoren, die vorzugsweise zur selektiven Hydrierung verwendet werden und deren Aktivität und Selektivität vor allem durch kohlenstoffhaltige Ablagerungen, durch chemisorptive Blockierung oder chemische Veränderungen der aktiven Oberfläche und/oder durch Sinterung der Aktivkomponente vermindert oder weitestgehend verloren gegangen ist.The invention relates to a process for the regeneration and reactivation of palladium-supported catalysts, which are preferably used for selective hydrogenation and whose activity and selectivity reduced mainly by carbonaceous deposits, by chemisorptive blocking or chemical changes of the active surface and / or by sintering of the active component or has largely been lost.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Palladium-Trägerkatalysatoren unterliegen, wie heterogene Katalysatoren ganz allgemein, im Verlaufe ihrer technischen Nutzung einer allmählichen Desaktivierung. Im Falle der selektiven Hydrierung ist damit oft auch ein Rückgang der Selektivität des Hydrierprozesses verbunden. Die Ursachen für diese Verschlechterung der katalytischen Eigenschaften und damit verbunden natürlich der Effektivität der Katalysatoren sind zu suchen inPalladium-supported catalysts, like heterogeneous catalysts in general, undergo gradual deactivation in the course of their commercial use. In the case of selective hydrogenation is often associated with a decrease in the selectivity of the hydrogenation process. The causes of this deterioration of the catalytic properties and, of course, the effectiveness of the catalysts are to be found in

- physikalischen Veränderungen der Katalysatoren, ein in diesem Zusammenhang wichtiger und häufiger Effekt ist die Sinterung des feindispersen Katalysatormetalls;physical changes of the catalysts, an important and frequent effect in this connection is the sintering of the finely dispersed catalyst metal;

- einer Akkumulation von Ablagerungen auf der Katalysatoroberfläche, die aus dem Produktstrom oder aus katalytischen oder nicht katalytischen Nebenreaktionen im Reaktor stammen;- An accumulation of deposits on the catalyst surface, which come from the product stream or from catalytic or non-catalytic side reactions in the reactor;

- der Vergiftung und/oder der chemischen Veränderung des Katalysators die ihrerseits in vielen Fällen auch zu nachweisbaren physikalischen Veränderungen der Aktivkomponente des Katalysators führt.- The poisoning and / or the chemical change of the catalyst which in turn leads in many cases to detectable physical changes of the active component of the catalyst.

Sobald die Aktivität und Selektivität des Katalysators den technisch-ökonomischen Mindestanforderungen nicht mehr genügt, muß er durch neue ersetzt oder regeneriert bzw. reaktiviert werden. Da ein Katalysatorwechsel in der Regel mit erheblichen Kosten verbunden ist, besteht großes Interesse an leistungsfähigen Regenerations- bzw. Reaktivierungsverfahren, um die Laufzeit der Katalysatoren bei gleichzeitig hoher Effektivität der mit diesen durchgeführten Prozesse zu verlängern. Dabei versteht man unter Regeneration im allgemeinen die schonende Beseitigung der kohlenstoffhaltigen Ablagerungen von der Katalysatoroberfläche. Die Reaktivierung umfaßt neben der normalerweise notwendigen Regeneration noch weitere nachfolgende oder auch mit dem Regenerationsschritt gekoppelte chemische und physikalische Maßnahmen. Durch sie werden die für einen bestimmten Typ katalytischer Umsetzung wesentlichen, im Verlaufe der Katalysatornutzung einer unerwünschten Veränderung unterworfenen Eigenschaften des Katalysators wieder in einen Zustand zurückversetzt, durch den seine ursprüngliche Aktivität und Selektivität wenigstens weitestgehend wieder hergestellt wird. Da sowohl der Zustand des verbrauchten Katalysators als auch die angestrebten Eigenschaften des regenerierten bzw. reaktivierten Katalysators und damit verbunden natürlich auch die Möglichkeiten zu seiner Regeneration bzw. Reaktivierung durch die zu katalysierenden chemischen Prozesse und die dabei herrschenden Bedingungen sowie durch die Eigenschaften des Katalysators bestimmt werden, beziehen sich die bekannten Regenerations- und Reaktivierungsverfahren in der Regel nicht nur auf bestimmte Katalysatortypen, sondern auch auf bestimmte Einsatzgebiete dieser Katalysatoren. Zur Regeneration von Hydrierkatalysatoren, die Metalle der 8. Gruppe des PSE enthalten, wird in den Erfindungen DE 2 029 370 und US 3 591 522 ein Verfahren beschrieben, bei dem der verbrauchte Katalysator zunächst bei Temperaturen bis 473 K mit einer organischen Flüssigkeit gewaschen und anschließend bei Temperaturen zwischen 473 und 773 K mit Wasserstoff behandelt wird. Eine Destillatölwäsche, gefolgt von einer Wasserdampfbehandlung bei 477 bis 700 Kund ca. 1,37 MPa in einer Abbrennphase mit Luft in einer 3. Stufe wird im DE 2 029 370 vorgeschlagen. Gemäß DE 2 028 208 werden verbrauchte Katalysatoren, die Palladium bzw. Metalle der Platingruppe auf einem a-AI2O3-Träger enthalten und zur selektiven Hydrierung von Сд-Kohlenwasserstoffgemischen eingesetzt werden, durch Waschen mit Wasser, Hochheizen im Dampfstrom auf 613 bis 728 K und nachfolgendes Abbrennen der organischen Ablagerungen bei 798 bis 813 K durch Zugabe von Luft regeneriert. Ganz allgemein wird bei den bekannten Regenerationsverfahren für palladiumhaltige Trägerkatalysatoren (die vorzugsweise für selektive Hydrierprozesse eingesetzt werden) die Temperatur beim Abbrennen im sauerstoffhaltigen Gasstrom auf Werte zwischen ca. 773 K (z. B. WO 81/03 288, DE 2 849 026 und DE 1 112 729) und ca. 873 K (DD 152 674 und DE 2 365 233) begrenzt. Bei Temperaturen oberhalb 723 bis 773 K tritt in der Regel ein mit zunehmender Behandlungstemperatur und -zeit ansteigender, weitestgehend irreversibler Verlust an Hydrieraktivität ein. So fanden beispielsweise D. C. Manly und F. J. Rice, jun. (J. Physic. Chem. 68[1964], 420-421), daß die Aktivität von Palladium/AI2O3-Trägerkatalysatoren bei der Benzenhydrierung nach einer Behandlung bei 723 K an Luft und in Sauerstoffatmosphäre weitestgehend irreversibel auf 80 bzw. 36 % des Anfangswertes sinkt. Eine wesentliche Ursache für die Aktivitätsabnahme, die bei der Temperung feindisperser Metalle ganz allgemein beobachtet wird, ist die Sinterung der Palladiumkristallite, wie unter anderem I. Furuoya und T. Shirasaki (Bull. Japan. Petrol. Inst. [engl. Edn.] 13 [1971] 1, 78-83) nachweisen konnten. In Übereinstimmung damit wird in den DE 2 913 209 und DE 3 021 371 gefunden, daß durch ein zweistündiges Calcinieren von Palladium-Trägerkatalysatoren bei 673 bzw. 723 K und bei 1 173 K im Luftstrom die mittlere Palladium-Kristallgröße von 3,0 bzw. 3,5 nm auf 8,0 bis 8,5 nm ansteigt. Analoge Effekte werden auch beim Calcinieren in inerter oder wasserstoffhaltiger Gasatmosphäre beobachtet.As soon as the activity and selectivity of the catalyst no longer meet the minimum technical-economic requirements, it must be replaced by new or regenerated or reactivated. Since a catalyst change is usually associated with considerable costs, there is great interest in efficient regeneration or reactivation process to extend the life of the catalysts while high efficiency of the processes carried out with them. Regeneration generally refers to the gentle removal of carbonaceous deposits from the catalyst surface. In addition to the normally necessary regeneration, the reactivation also includes further subsequent chemical or physical measures coupled with the regeneration step. By them, the properties of the catalyst which are essential for a specific type of catalytic conversion and undergo an undesired change in the course of catalyst use are restored to a state which at least largely restores its original activity and selectivity. Since both the state of the spent catalyst and the desired properties of the regenerated or reactivated catalyst and, of course, the possibilities for its regeneration or reactivation by the chemical processes to be catalyzed and the prevailing conditions and by the properties of the catalyst are determined , the known regeneration and reactivation generally refer not only to certain types of catalysts, but also to certain applications of these catalysts. For the regeneration of hydrogenation catalysts containing metals of the 8th group of the PSE, the processes DE 2 029 370 and US Pat. No. 3,591,522 describe a process in which the spent catalyst is first washed with an organic liquid at temperatures up to 473 K and subsequently is treated with hydrogen at temperatures between 473 and 773 K. A distillate oil wash, followed by a steam treatment at 477 to 700 customer about 1.37 MPa in a combustion phase with air in a third stage is proposed in DE 2 029 370. According to DE 2 028 208, spent catalysts containing palladium or platinum group metals on an α-Al 2 O 3 support and used for the selective hydrogenation of Сд hydrocarbon mixtures by washing with water, heating in the vapor stream at 613 to 728 K and subsequent burning of the organic deposits at 798 to 813 K regenerated by the addition of air. More generally, in the known regeneration processes for palladium-containing supported catalysts (which are preferably used for selective hydrogenation processes), the temperature on burning in the oxygen-containing gas stream to values between about 773 K (eg WO 81/03 288, DE 2 849 026 and DE 1 112 729) and about 873 K (DD 152 674 and DE 2 365 233) limited. At temperatures above 723 to 773 K usually occurs with increasing treatment temperature and time increasing, largely irreversible loss of hydrogenation activity. For example, DC Manly and FJ Rice, jun. (J. Physic. Chem. 68 [1964], 420-421) that the activity of palladium / Al 2 O 3 supported catalysts in Benzenhydrierung after treatment at 723 K in air and in an oxygen atmosphere largely irreversible to 80 and 36, respectively % of the initial value decreases. A major cause of the decrease in activity generally observed in the tempering of finely dispersed metals is the sintering of the palladium crystallites, as, inter alia, I. Furuoya and T. Shirasaki (Bull Japan, Petrol Inst., Ed [1971] 1, 78-83). In accordance with this, it is found in DE 2 913 209 and DE 3 021 371 that the average palladium crystal size of 3.0 and / or 723 K and 1 173 K in the air flow is determined by calcination of palladium supported catalysts for two hours. 3.5 nm to 8.0 to 8.5 nm increases. Analogous effects are also observed when calcining in an inert or hydrogen-containing gas atmosphere.

Diesen Tatsachen entsprechend wird der Steuerung und Begrenzung der Temperatur beim Abbrennen und bei der thermischen Behandlung von Palladium-Hydrierkatalysatoren ganz allgemein große Aufmerksamkeit geschenkt. Als Maßnahmen werden in diesem Zusammenhang vorgeschlagen, den Sauerstoffgehalt im Regenerationsgas relativ stark zu begrenzen (z. B. DE 2 315 930 und DE 3 240 208), die Wärmekapazität des Regeneriergasstromes durch Zusatz von Wasserdampf (z. B. DD 68 689, SU 589 013 und US 4 038 209) oder Kohlenstoffdioxid (EP 0 071 397) zu erhöhen und/oder technologische Maßnahmen, wie die Einschaltung von Wärmetauschern, durchzuführen.In accordance with these facts, the control and limitation of the temperature during burning and in the thermal treatment of palladium hydrogenation catalysts has generally received much attention. As measures in this connection it is proposed to limit the oxygen content in the regeneration gas relatively strongly (eg DE 2 315 930 and DE 3 240 208), the heat capacity of the regeneration gas stream by addition of water vapor (eg DD 68 689, SU 589 013 and US Pat. No. 4,038,209) or carbon dioxide (EP 0 071 397) and / or to carry out technological measures, such as the use of heat exchangers.

Allerdings wird in vielen Fällen eine hinreichende Reaktivierung der Katalysatoren durch die beschriebenen Maßnahmen und Verfahren nicht mehr oder überhaupt nicht erreicht, weil sich irreversible Veränderungen des Katalysators, die zwangsläufig bei seiner technischen Nutzung und den ggf. bereits durchgeführten Regenerationen in mehr oder weniger großem Umfange eintreten, in zu starkem Maße akkumuliert haben oder weil der Katalysator durch vergleichsweise extreme Einsatzbedingungen oder anormale Betriebssituationen von vornherein weitergehende physikalische und chemische Veränderungen erleidet, die mit den üblichen Regenerationsmethoden nicht hinreichend korrigiert werden können. Um auch solche Katalysatoren weiter nutzen zu können, werden eine Reihe von Reaktivierungsverfahren vorgeschlagen. Diese Verfahren schließen im allgemeinen, soweit wie notwendig, die vorhergehende oder auch gleichzeitige regenerative Beseitigung der kohlenstoffhaltigen Ablagerungen von der Katalysatoroberfläche mit ein und zielen darauf ab, die veränderten, für einen bestimmten Anwendungszweck eines Katalysators aber wesentlichen physikalischen, chemischen und damit katalytischen Eigenschaften in einen für die Wiederherstellung einer hinreichend hohen Effektivität erforderlichen Zustand zurückzuführen.However, in many cases sufficient reactivation of the catalysts by the measures and methods described no longer or not at all achieved, because irreversible changes in the catalyst inevitably occur in its technical use and possibly already carried out regenerations to a greater or lesser extent , have accumulated too much or because the catalyst suffers from extreme physical and chemical changes due to comparatively extreme operating conditions or abnormal operating situations, which can not be sufficiently corrected with the usual regeneration methods. In order to be able to continue to use such catalysts, a number of reactivation methods are proposed. These processes generally include, as far as necessary, the preceding or simultaneous regenerative removal of the carbonaceous deposits from the catalyst surface and are intended to combine the altered physical, chemical and thus catalytic properties essential to a particular application of a catalyst due to the restoration of a sufficiently high level of effectiveness.

Erreicht wird das bei den bekannten Verfahren im Prinzip dadurch, daß über eine wenigstens partielle Überführung der auf der Trägeroberfläche fixierten und gesinterten bzw. chemisch veränderten Teilchen der Aktivkomponente in lösliche bzw. unter den jeweiligen Bedingungen zerfließfähige Salze und nachfolgende vorsichtige Zersetzung und/oder Reduktion im wesentlichenThis is achieved in the known methods in principle by the fact that at least a partial transfer of fixed on the support surface and sintered or chemically modified particles of the active component in soluble or liquefiable under the respective conditions salts and subsequent careful decomposition and / or reduction in substantially

analog der Katalysatorherstellung eine Neuverteilung und Neuformierung der Aktivkomponente bzw. der Aktivzentren und damit verbunden eine Reaktivierung des Palladium-Trägerkatalysators. Auch die Behandlungen wie folgt sind bekannt:analogous to the catalyst preparation, a redistribution and reformulation of the active component or of the active centers and, associated therewith, a reactivation of the supported palladium catalyst. The treatments are also known as follows:

- Halogenen, insbesondere mit Chlor (z. B. DD 71 985, DE 1 243 156, DE 1 542 257 und DE 1 920 805) oder Halogenverbindungen, insbesondere mit Chlorverbindungen, ggf. in Gegenwart von Oxydationsmitteln oder Sauerstoff (z. B. DD 93 534, DD 120 589, DE 1 243 156, DE 1 920 806, DE 1 935 478 und DE 2 947 634);- Halogens, in particular with chlorine (eg DD 71 985, DE 1 243 156, DE 1 542 257 and DE 1 920 805) or halogen compounds, in particular with chlorine compounds, if appropriate in the presence of oxidants or oxygen (eg. DD 93 534, DD 120 589, DE 1 243 156, DE 1 920 806, DE 1 935 478 and DE 2 947 634);

- Salpetersäure oder Stickoxiden, ggf. in Gegenwart von Chlorwasserstoff, Sauerstoff oder anderen Oxydationsmitteln (z. B. DD 119 138, DD 125 189, DE 1 667 086 und DE 2 513 125);Nitric acid or nitrogen oxides, if appropriate in the presence of hydrogen chloride, oxygen or other oxidizing agents (for example DD 119 138, DD 125 189, DE 1 667 086 and DE 2 513 125);

- EDTA oder deren Natriumsalzen (US 3 148 750);EDTA or its sodium salts (US Pat. No. 3,148,750);

- einem Sulfidierungsmittel und nachfolgend mit Wasserstoff bei Temperaturen von 473 bis 873 K (DE 2 819 382).- A sulfidation agent and subsequently with hydrogen at temperatures of 473 to 873 K (DE 2,819,382).

Aus Selektivhydrierkatalysatoren muß nach der Reaktivierung das Halogen entfernt werden. In der Regel geschieht das durch Waschen der reduzierten Katalysatoren mit Wasser.From selective hydrogenation catalysts, the halogen must be removed after reactivation. In general, this is done by washing the reduced catalysts with water.

Wesentliche Mängel der bekannten Reaktivierungsverfahren sind, daß sie fast ausnahmslos erheblichen technologischen Aufwand mit bis zu 5 und auch mehr Verfahrensstufen erfordern, daß sie entweder auf relativ teure und/oder sehr aggressive und gefährliche Chemikalien angewiesen sind und daß die unter Verwendung von Halogenen, Halogenverbindungen oder Schwefelverbindungen durchgeführte Reaktivierung im Falle der für selektive Hydrierprozesse verwendeten Katalysatoren im allgemeinen zu unerwünschten Nebeneffekten führt oder zusätzlich einen vergleichsweise hohen Aufwand zur weitestgehenden Entfernung der Halogene aus den reaktivierten Katalysatoren erfordern.Significant shortcomings of the known reactivation are that they almost without exception require considerable technological effort with up to 5 and more stages of the process, that they are reliant on either relatively expensive and / or very aggressive and hazardous chemicals and that by using halogens, halogen compounds or Sulfur compounds carried out reactivation in the case of the catalysts used for selective hydrogenation processes generally leads to undesirable side effects or additionally require a relatively high cost to the greatest extent possible removal of the halogens from the reactivated catalysts.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist ein für verbrauchte Palladium-Trägerkatalysatoren leistungsfähiges, den sicherheitstechnischen Anforderungen entsprechend ungefährliches einfaches Regenerations- und Reaktivierungsverfahren.The aim of the invention is a powerful for used palladium-supported catalysts, the safety requirements according to non-hazardous simple regeneration and reactivation.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein technologisch einfaches und in der Technik weitestgehend mit herkömmlichen Mitteln realisierbares Verfahren zur Regeneration und Reaktivierung von Palladium-Trägerkatalysatoren zu entwickeln, das es gestattet, aus sicherheitstechnischer Sicht gefahrenlos kohlenstoffhaltige Ablagerungen von der Oberfläche verbrauchter Katalysatoren zu entfernen, eine Neuverteilung der Aktivkomponente zu erreichen und die für den jeweiligen Anwendungszweck des Katalysators optimalen katalytischen Eigenschaften ohne unerwünschte Nebeneffekte wieder herzustellen.The object of the invention is to develop a technologically simple and in the art as far as possible by conventional means feasible process for the regeneration and reactivation of palladium-supported catalysts, which allows to safely remove carbonaceous deposits from the surface of spent catalysts from a safety point of view, a To achieve redistribution of the active component and restore the optimal catalytic properties for the particular application of the catalyst without undesirable side effects.

-.м- -'..i.gäbe wira durch ein Verfahren zur Regenerierung und Reaktivierung von Palladium-Trägerkatalysatoren, die gegebenenfalls weitere modifizierende Komponenten enthalten, durch thermische Behandlung in sauerstoffhaltiger Atmosphäre in einem mehrstufigen Verfahren gelöst, wobei in der ersten Stufe die verbrauchten Katalysatoren im Temperaturbereich von 423 bis 723 K solange in einem von oxidierenden Stoffen weitestgehend freiem Gasstrom, der weniger als 0,1 Vol.-% Sauerstoff enthält, behandelt werden bis keine organischen Bestandteile mehr ausgetragen werden, und in einer zweiten Stufe dem Gasstrom 0,1 bis mindestens 20 Vol.-% Sauerstoff zugesetzt werden, wobei der Sauerstoffgehalt im Regenerationsgas schrittweise in dem Maße erhöht wird, daß die Temperatur in der Katalysatorschicht 850 K nicht übersteigt, und die Behandlung in der zweiten Stufe mit dem mindestens 20 Vol.-% Sauerstoff enthaltendem Gasstrom bis zu 15 Stunden durchgeführt wird, und erfindungsgemäß eine dritte Behandlungsstufe angeschlossen wird, in der die Katalysatoren in einer von oxidierbaren Stoffen weitestgehend freien Gasatmosphäre, die 15 bis 100 Vol.-% Sauerstoff enthält, bei Temperaturen zwischen 773 und 1 373 K bis zu 48 Stunden weiterbehandelt und anschließend abgekühlt und gegebenenfalls reduziert werden.In a first step, the process of regenerating and reactivating palladium-supported catalysts, optionally containing further modifying components, is achieved by thermal treatment in an oxygen-containing atmosphere in a multi-stage process Catalysts in the temperature range from 423 to 723 K as long as in a oxidizing substances largely free gas stream containing less than 0.1 vol .-% oxygen, treated until no organic components are discharged, and in a second stage the gas stream 0, 1 to at least 20 vol.% Oxygen are added, wherein the oxygen content in the regeneration gas is gradually increased to the extent that the temperature in the catalyst layer does not exceed 850 K, and the treatment in the second stage with the at least 20 vol.% Oxygen-containing gas stream is carried out for up to 15 hours, and according to the invention a third treatment stage is connected, in which the catalysts in a largely free of oxidizable materials gas atmosphere containing 15 to 100 vol .-% oxygen, treated at temperatures between 773 and 1 373 K up to 48 hours and then cooled and optionally reduced.

Es ist günstig, wenn in der 1. Stufe die auf das Katalysatorvolumen bezogene Gasmenge im Bereich zwischen 100 und 2 500 v/vh, vorzugsweise zwischen 200 bis 1 000 v/vh, liegt, als Regenerationsgas Stickstoff, Wasserdampf oder deren Gemisch oder ein von Schadstoffen freies Verbrennungsgasgemisch, insbesondere ein Stickstoff-Wasserdampfgemisch mit einem Dampfanteil von mindestens 50 Vol.-% oder reiner Wasserdampf verwendet wird und wenn die Temperatur im Bereich von 640 bis 675 K liegt. In der 2. Stufe wird mit gleichen Gasmengen gearbeitet. Hier erfolgt die Behandlung bei Temperaturen zwischen 720 und 850 K, wobei zu Beginn dem Gasstrom 2 bis 5 Vol.-% Sauerstoff zugesetzt werden. In der 3. Stufe enthält der Gasstrom vorzugsweise 20 bis 100 Vol.-% Sauerstoff und die angewendete, auf das Katalysatorvolumen bezogene Gasmenge beträgt günstigerweise 10 bis 1 000 v/vh.It is favorable if in the 1st stage the gas quantity related to the catalyst volume is in the range between 100 and 2500 v / vh, preferably 200 to 1000 v / vh, as regeneration gas nitrogen, water vapor or a mixture thereof or one of Pollutant-free combustion gas mixture, in particular a nitrogen-steam mixture with a vapor content of at least 50 vol .-% or pure steam is used and when the temperature is in the range of 640 to 675 K. In the 2nd stage, the same amount of gas is used. Here, the treatment is carried out at temperatures between 720 and 850 K, wherein at the beginning of the gas stream 2 to 5 vol .-% oxygen are added. In the third stage, the gas stream preferably contains from 20 to 100% by volume of oxygen, and the amount of gas applied to the volume of the catalyst is conveniently from 10 to 1000 v / vh.

Von Vorteil ist, wenn die Behandlung in der 3. Stufe bei Temperaturen zwischen 873 und 1 173 K über einen Zeitraum von maximal 24 Stunden, insbesondere 0,5 bis 12 Stunden mit Luft, einem Luft-Sauerstoffgemisch oder reinem Sauerstoff bei Temperaturen zwischen vorzugsweise 1 073 und 1 150 K durchgeführt wird.It is advantageous if the treatment in the 3rd stage at temperatures between 873 and 1173 K over a period of up to 24 hours, in particular 0.5 to 12 hours with air, an air-oxygen mixture or pure oxygen at temperatures between preferably 1 073 and 1 150 K is performed.

Vorteilhafterweise wird die Behandlung in der 3. Stufe bei Temperaturen über 1 150 K bei einem Sauerstoffpartialdruck von wenigstens 0,1 MPa und in einer im wesentlichen ruhenden Gasatmosphäre durchgeführt.Advantageously, the treatment in the third stage is carried out at temperatures above 1 150 K at an oxygen partial pressure of at least 0.1 MPa and in a substantially static gas atmosphere.

Es ist günstig, wenn bei der Durchführung des Verfahrens die Aufheizgeschwindigkeit in den Stufen 100 K/h (vorzugsweise 50 K/h) und die Abkühlgeschwindigkeit 150 K/h (vorzugsweise 75 K/h) nicht übersteigt und wenn bei Temperaturen in der Katalysatorschüttung von unter 425 K, vorzugsweise in Abwesenheit von kondensierbaren Mengen an Wasserdampf im Regeneriergas aufgeheizt, behandelt oder abgekühlt wird.It is favorable if, in carrying out the process, the heating rate in the stages does not exceed 100 K / h (preferably 50 K / h) and the cooling rate does not exceed 150 K / h (preferably 75 K / h) and if at temperatures in the catalyst bed of is heated under 425 K, preferably in the absence of condensable amounts of water vapor in the regeneration gas, treated or cooled.

Das Verfahren wird günstigerweise in einem Schüttbett mit direktem Durchgang des Regeneriergasstromes durchgeführt. Vorteilhafterweise wird das Verfahren bei vergleichsweise geringem Gehalt der verbrauchten Katalysatoren an kohlenstoffhaltigen bzw. oxydierbaren Ablagerungen in einer flachen, maximal 20 cm (insbesondere 10 cm) hohen, bewegten oder stationären Schüttung mit im wesentlichen überstreichendem Gasstrom durchgeführt, wobei die Durchführung des Verfahrens in einem Drehrohrofen besonders bevorzugt ist und in diesem Falle die einzelnen Verfahrensstufen beim Passieren des Katalysators durch den Ofen der Reihe nach durchlaufen werden.The process is conveniently carried out in a packed bed with direct passage of Regeneriergasstromes. Advantageously, the process is carried out at comparatively low content of the spent catalysts on carbonaceous or oxidizable deposits in a flat, not more than 20 cm (in particular 10 cm) high, moving or stationary bed with substantially sweeping gas stream, the implementation of the method in a rotary kiln is particularly preferred and in this case the individual process steps are passed through the oven in sequence when passing through the catalyst.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde festgestellt, daß damit auch in solchen Fällen, wo die bekannten oxydierenden Regenerationsverfahren nicht oder nicht mehr zu dem gewünschten Erfolg führen, eine praktisch vollständige Reaktivierung der verbrauchten Katalysatoren erreicht wird. Verbunden damit ist auch die Wiederherstellung der ursprünglich mit diesen Katalysatoren im Hydrierprozeß erzielten Selektivität. Maßgeblich bestimmt wird dabei der erzielte Grad der Reaktivierung durch die in der 3. Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens gewählten Bedingungen, insbesondere durch die Behandlungstemperatur, die Behandlungszeit und den Sauerstoffgehalt bzw. Sauerstoffpartialdruck der dabei anwesenden Gasatmosphäre. Zur Erzielung eines deutlichen und hinreichend schnellen Reaktivierungseffektes sollte das Regeneriergas in dieser Stufe einen Sauerstoffgehalt von mind. 10 Vol.-% bzw. einen Sauerstoffpartialdruck von mind. 0,01 MPa aufweisen und eine Behandlungstemperatur oberhalb 700 K gewählt werden. Besonders wirksam sind dabei Sauerstoffgehalte von mind. 15 Vol.-% und Behandlungstemperaturen von mind. 800 K. Mit zunehmender Temperatur und Behandlungszeit und/oder mit steigendem Sauerstoffgehalt bzw. -partialdruck werden die Geschwindigkeit und/oder der Grad der erzielbaren Reaktivierung erhöht.When carrying out the process according to the invention, it was found that even in those cases where the known oxidizing regeneration processes do not or no longer lead to the desired success, a virtually complete reactivation of the spent catalysts is achieved. Associated with this is also the restoration of the selectivity originally achieved with these catalysts in the hydrogenation process. The degree of reactivation achieved is decisively determined by the conditions selected in the third stage of the process according to the invention, in particular by the treatment temperature, the treatment time and the oxygen content or oxygen partial pressure of the gas atmosphere present. To achieve a clear and sufficiently rapid reactivation effect, the regeneration gas in this stage should have an oxygen content of at least 10% by volume or an oxygen partial pressure of at least 0.01 MPa and a treatment temperature above 700 K should be selected. Oxygen contents of at least 15% by volume and treatment temperatures of at least 800 ° C. are particularly effective. With increasing temperature and treatment time and / or with increasing oxygen content or partial pressure, the rate and / or the degree of reactivation which can be achieved are increased.

Zur Charakterisierung der Originalkatalysatoren, der nach ihrer Verwendung verbrauchten Katalysatoren und der durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahren regenerierten und reaktivierten Katalysatoren dienten u. a. die Gasphasenhydrierung des Ethins in Gegenwart von Ethen und die Flüssigphasenhydrierung des Propins und Propadiens in Gegenwart von Propen. Darüberhinaus wurden mit Hilfe einer CO-Chemisorptionsmethode nach dem Impuls-Strömungsverfahren zur Charakterisierung der Palladium-Dispersität die sogenannten F-Werte- das Verhältnis zwischen der Anzahl der exponierten zur Gesamtzahl der vorhandenen Palladium-Atome - bestimmt. Durch diese Methode wird die CO-Chemisorptionskapazität der untersuchten Katalysatorprobe bei 273 K ermittelt. Dazu werden je nach Palladium-Gehalt 0,5 bis 5 g Katalysator zunächst bei 393 K im Wasserstoffstrom reduzierend vorbehandelt, dann werden nach Einstellung der Meßtemperatur von 273 K in den Wasserstoffstrom (2 l/h) 5 Impulse von je 0,4 ml CO eingeschleust und die nicht durch die Palladium-Oberflächenatome der Katalysatorprobe chemisorbierte СО-Menge wird am Ausgang katharometrisch bestimmt. Auf der Grundlage der chemisorbierten СО-Menge und des Palladium-Gehaltes der Probe wird dann unter der Voraussetzung, daß pro Palladium-Oberflächenatom ein СО-Molekül chemisorbiert wird, der F-Wert berechnet. Die so ermittelten Werte sind als relatives Maß für die im jeweiligen Katalysator vorliegende Dispersität des Palladiums gut geeignet. Die tatsächlichen Absolutwerte liegen allerdings durchweg höher, da die СО-Moleküle an den Palladium-Oberflächenatomen stets neben der hier vereinfachend zugrundegelegten linearen auch in einer brückenförmigen, 2 Oberflächenmetallatome je Adsorbatmolekül beanspruchenden Form adsorbiert werden können. Das Verhältnis zwischen linearer und brückenförmiger Adsorptionsform kann z. B. durch IR-spektroskopische Methoden oder vergleichende Untersuchungen zur Bestimmung der Metalloberfläche ermittelt werden. Die diesbezüglich vorliegenden Untersuchungsergebnisse zeigen, daß das Oberflächenpalladiumatom/CO-Verhältnis für einen bestimmten Katalysatortyp im wesentlichen konstant ist und in der Regel zwischen ca. 1,5 für Palladium-Trägerkatalysatoren und 2, d. h. praktisch reine brückenförmige СО-Adsorption, für Palladium-Schwarz-Katalysatoren liegt (vgl. z. B. E.-G. Schlosse: Chemie-lng.-Technik 39 [1967] 7, 409-414).For the characterization of the original catalysts, the catalysts used after their use and the catalysts regenerated and reactivated by the use of the process according to the invention were used u. a. the gas phase hydrogenation of ethyne in the presence of ethene and the liquid phase hydrogenation of propyne and propadiene in the presence of propene. In addition, the so-called F values - the ratio between the number of exposed and the total number of palladium atoms present - were determined by means of a CO chemisorption method according to the pulse flow method for characterizing the palladium dispersity. This method determines the CO chemisorption capacity of the investigated catalyst sample at 273 K. For this purpose, depending on the palladium content, 0.5 to 5 g of catalyst initially pretreated at 393 K in a hydrogen stream reducing, then after adjusting the measurement temperature of 273 K in the hydrogen stream (2 l / h) 5 pulses of 0.4 ml of CO introduced and the СО amount not chemisorbed by the palladium surface atoms of the catalyst sample is determined katharometrisch at the output. On the basis of the chemisorbed СО amount and the palladium content of the sample, the F value is calculated assuming that one СО molecule is chemisorbed per palladium surface atom. The values thus determined are well suited as a relative measure of the dispersity of palladium present in the respective catalyst. The actual absolute values, however, are consistently higher, since the СО molecules on the palladium surface atoms can always be adsorbed in addition to the simplistic underlying linear in a bridge-like, 2 surface metal atoms per adsorbate molecule. The ratio between linear and bridge-shaped adsorption can z. B. by IR spectroscopic methods or comparative studies to determine the metal surface can be determined. The test results available in this regard show that the surface palladium atom / CO ratio is substantially constant for a particular type of catalyst, typically between about 1.5 for palladium-supported catalysts and 2, i. H. virtually pure bridge-shaped adsorption SOCO, for palladium black catalysts (see, for example, E.-G. Schlosse: Chemie-lng.-Technik 39 [1967] 7, 409-414).

Die Tatsache, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, obwohl in der 3. Stufe Behandlungstemperaturen beispielsweise zwischen 1 000 und ca. 1 200 K angewendet werden, eine beträchtliche Erhöhung der Hydrieraktivität erreicht wird, ist außerordentlich überraschend. Auf der Grundlage der bekannten Tatsache, daß feindisperse Metalle, insbesondere feindisperses Palladium, bei Temperaturen oberhalb ca. 800 K ganz allgemein mit steigender Temperatur in schnell zunehmendem Maße sintern, ist auch der parallel zum Aktivitätsanstieg im Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens bei derart hohen Behandlungstemperaturen nachgewiesene Erhöhung der Palladium-Dispersität völlig unerwartet. So steigen die F-Werte bis zu etwa dem Sechsfachen des bei den verbrauchten Katalysatoren bestimmten Wertes und erreichen damit wieder die in den Originalkatalysatoren vorliegenden Dispersitätsbereiche.The fact that a considerable increase in the hydrogenation activity is achieved with the process according to the invention, although treatment temperatures are used, for example, between 1,000 and about 1,200 K in the third stage, is extremely surprising. On the basis of the known fact that finely dispersed metals, in particular finely dispersed palladium, generally sinter rapidly at temperatures above about 800 K with increasing temperature, the increase, which has been demonstrated parallel to the increase in activity as a result of the process according to the invention, at such high treatment temperatures the palladium dispersity completely unexpected. Thus, the F-values increase up to about six times the value determined in the case of the spent catalysts and thus again reach the dispersity ranges present in the original catalysts.

Offensichtlich besteht zwischen der Erhöhung der Hydrieraktivität und der Palladium-Dispersität der erfindungsgemäß regenerierten und reaktivierten Katalysatoren eine enge Wechselbeziehung. Das schließt aber nicht aus, daß weitere, aktivitäts- und selektivitätssteigernde Faktoren, wie z. B. die bevorzugte Ausbildung bestimmter, für selektive Hydrierprozesse besonders vorteilhafter Aktivzentren, Kristallitflächen und/oder Partikelgrößenverteilungen durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Wirkung gebracht werden.Obviously, there is a close correlation between the increase in the hydrogenation activity and the palladium dispersity of the catalysts regenerated and reactivated according to the invention. But this does not rule out that further, activity and selectivity-enhancing factors, such. B. the preferred embodiment of certain, for selective hydrogenation particularly advantageous activity centers, crystallite surfaces and / or particle size distributions are brought by the inventive method to action.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in der 1. und 2. Stufe eine auf das Volumen des verbrauchten Katalysators bezogene Gasmenge von 100 bis 2 500 v/vh, insbesondere von 200 bis 100 v/vh, angewendet. Als Regenerationsgas sind dabei alle Gase oder Gasgemische geeignet, die bei Temperaturen bis ca. 900 K gegenüber den Katalysatorbestandteilen sowie außerdem in der 1. Stufe gegenüber den kohlenstoffhaltigen Ablagerungen und in der 2. Stufe auch in Gegenwart eines Palladium-Katalysators gegenüber molekularem Sauerstoff praktisch inert sind. In der Regel, ist es günstig in beiden Stufen das gleiche Regenerationsgas einzusetzen. Die Austreibphase ist nach Einstellung der angegebenen Bedingungen beendet, wenn beim Abkühlen des Abgasstromes keine nennenswerten Mengen organischer Stoffe mehr kondensieren bzw. das anfallende wäßrige Kondensat klar bleibt.In an expedient embodiment of the method according to the invention, in the 1st and 2nd stage, a gas quantity of 100 to 2500 v / vh, in particular 200 to 100 v / vh, based on the volume of the spent catalyst is used. As regeneration gas, all gases or gas mixtures are suitable, which at temperatures up to about 900 K to the catalyst components and also in the 1st stage compared to the carbonaceous deposits and in the 2nd stage in the presence of a palladium catalyst to molecular oxygen practically inert are. As a rule, it is favorable to use the same regeneration gas in both stages. The Austreibphase is terminated after setting the specified conditions, if no appreciable amounts of organic matter condense more when cooling the exhaust stream or the resulting aqueous condensate remains clear.

In der 2. Stufe werden in dem Maße wie das H/C-Verhältnis der im Katalysator noch vorhandenen Ablagerungen sinkt, höhere Behandlungstemperaturen bevorzugt und die zu Beginn der Abbrennphase dem Regenerationsgasstrom zugesetzten Luftbzw. Sauerstoffanteile um so niedriger gewählt je höher der Kohlenstoffrestgehalt des Katalysators ist. Darüberhinaus ist es in der Regel günstig, anfänglich eine relativ niedrige Abbrenntemperatur zu wählen und diese dann im Verlaufe der Abbrennphase zusammen mit dem Sauerstoffgehalt des Regenerationsgases zu erhöhen. Zur Überwachung und Steuerung sowie zur Feststellung des Endes der Abbrennphase ist es zweckmäßig, von Zeit zu Zeit den CO2-Gehalt im Abgas zu bestimmen. Darüberhinaus sind bei vergleichsweise niedrigem Sauerstoffgehalt in der Gasatmosphäre relativ niedrige Behandlungstemperaturen und/oder längere Behandlungszeiten und bei relativ hohen Behandlungstemperaturen ein vergleichsweise niedriger Gasdurchsatz oder eine praktisch ruhende Gasatmosphäre und/oder ein hoher Sauerstoffgehalt bzw. -partialdruck in der Gasatmosphäre vorteilhaft. Der Druck wird beim erfindungsgemäßen Verfahren zweckmäßigerweise nicht wesentlich höher gewählt als zur Überwindung des Druckverlustes in der Behandlungsvorrichtung bei der Durchführung des Verfahrens unter den gewählten Bedingungen, insbesondere beim jeweiligen Gasdurchsatz, erforderlich ist. Steht zur Durchführung des Verfahrens in der 3. Stufe nur ein Gas mit relativ niedrigem Sauerstoffgehalt zur Verfügung, bietet die Erhöhung des Druckes Vorteile, da auf diese Weise eine Verkürzung der Behandlungszeit und/oder eine Erhöhung derIn the 2nd stage, as the H / C ratio of the deposits still present in the catalyst decreases, higher treatment temperatures are preferred, and the amounts of air added to the regeneration gas stream at the beginning of the burning-off phase increase. The higher the carbon residue content of the catalyst, the lower the oxygen content chosen. Moreover, it is usually favorable initially to choose a relatively low burning temperature and then to increase it in the course of the burning phase together with the oxygen content of the regeneration gas. For monitoring and control and to determine the end of the burning phase, it is expedient to determine the CO 2 content in the exhaust gas from time to time. Moreover, at a comparatively low oxygen content in the gas atmosphere, relatively low treatment temperatures and / or longer treatment times and at relatively high treatment temperatures, a comparatively low gas throughput or a virtually static gas atmosphere and / or a high oxygen content or partial pressure in the gas atmosphere are advantageous. The pressure is expediently not chosen to be significantly higher in the process according to the invention than is necessary for overcoming the pressure loss in the treatment device when carrying out the process under the selected conditions, in particular for the respective gas throughput. If only a gas with a relatively low oxygen content is available for carrying out the process in the third stage, the increase in pressure offers advantages, since in this way a shortening of the treatment time and / or an increase in the

Behandlungstemperatur und damit eine Verbesserung der Effektivität des Verfahrens möglich ist. Sauerstoffpartialdrücke über 0,1 MPa sind vor allem bei sehr hohen Behandlungstemperaturen vorteilhaft bzw. sind bei Temperaturen über ca. 1 200 K zur Erzielung der Reaktivierung der Katalysatoren bzw. der Redispergierung des Palladiums erforderlich. Übersteigt die Behandlungstemperatur bei Sauerstoffpartialdrücken unter 0,1 MPa diese Grenze geht der reaktivierende und redispergierende Effekt weitestgehend oder vollständig verloren, und die bei weiterer Temperaturerhöhung einsetzende Sinterung des Palladiums führt schließlich zu einer weitergehenden Desaktivierung des Katalysators. In dem Maße wie der Sauerstoffpartialdruck in der Gasatmosphäre auf über 0,1 MPa erhöht wird, wird diese Grenze zu höheren Temperaturen verschoben. Dementsprechend sind bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der 3. Stufe auch Behandlungstemperaturen über 1 200 K möglich, aus ökonomischen Gründen in der Regel aber nicht zweckmäßig. Die Reduktion der in Gegenwart von Sauerstoff thermisch behandelten Katalysatoren erfolgt, wenn erforderlich, erfindungsgemäß bevorzugt mit Hydrazin, Wasserstoff oder wasserstoffhaltigen Gasgemischen. In einer zweckmäßigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der behandelte Katalysator entsprechend seiner Wasseraufnahmefähigkeit mit einer wäßrigen, max. 20%igen, insbesondere max. 10%igen Hydrazinhydratlösung getränkt, auf diese Weise bei Temperaturen zwischen 283 und 373 K innerhalb von max. 60 Minuten reduziert und abschließend bei 373 bis 393 K getrocknet. Eine andere vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens stellt die Reduktion mit Wasserstoff oder einem wasserstoffhaltigen Gasgemisch bei Temperaturen unter 500 K dar. Diese Wasserstoffreduktion erfolgt vorzugsweise gleich in der Vorrichtung zur Regeneration und Reaktivierung oder nach dem Wiedereinbau des behandelten Katalysators in den Reaktor in situ, bei Drücken von mind. 0,1 MPa und einer auf das Katalysatorvolumen bezogenen Reduktionsgasmenge von mind. 50 v/vh, vorzugsweise mind. 100 v/vh. In situ wird die Reduktion vorzugsweise bei der Inbetriebnahme des Reaktors, bei Temperaturen, Drücken und Gasdurchsätzen, die im wesentlichen dem im nachfolgenden katalytischen Prozeß angewandten Bedingungen entsprechend, durchgeführt.Treatment temperature and thus an improvement in the effectiveness of the process is possible. Oxygen partial pressures above 0.1 MPa are particularly advantageous at very high treatment temperatures or are required at temperatures above about 1200 K to achieve the reactivation of the catalysts or the redispersion of palladium. If the treatment temperature at oxygen partial pressures below 0.1 MPa exceeds this limit, the reactivating and redispersing effect is largely or completely lost, and the sintering of the palladium, which starts with a further increase in temperature, finally leads to a further deactivation of the catalyst. As the oxygen partial pressure in the gas atmosphere is increased above 0.1 MPa, this limit is shifted to higher temperatures. Accordingly, in carrying out the process according to the invention in the third stage, treatment temperatures above 1 200 K are possible, but usually not expedient for economic reasons. The reduction of the catalysts thermally treated in the presence of oxygen is carried out, if necessary, according to the invention preferably with hydrazine, hydrogen or hydrogen-containing gas mixtures. In an expedient embodiment of the method according to the invention, the treated catalyst according to its water absorption capacity with an aqueous, max. 20%, in particular max. Soaked 10% hydrazine hydrate solution, in this way at temperatures between 283 and 373 K within max. Reduced for 60 minutes and finally dried at 373 to 393 K. Another advantageous variant of the process according to the invention is the reduction with hydrogen or a hydrogen-containing gas mixture at temperatures below 500 K. This hydrogen reduction preferably takes place immediately in the apparatus for regeneration and reactivation or after the replacement of the treated catalyst in the reactor in situ, at pressures of at least 0.1 MPa and a reducing gas amount of at least 50 v / vh, preferably at least 100 v / vh, based on the catalyst volume. In situ, the reduction is preferably carried out at the start-up of the reactor, at temperatures, pressures and gas flow rates substantially in accordance with the conditions employed in the subsequent catalytic process.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht im wesentlichen aus den erforderlichen Gasmeß- und -mischeinrichtungen, wenigstens einem Vorheizer bzw. einer Brennerkammer, den mit Temperaturmeßstellen ausgerüsteten Regenerationsofen bzw. Reaktor und in der Regel nachgeschalteten Apparaten zum Kühlen des Abgases und zur Abscheidung der darin enthaltenen kondensierbaren Bestandteile. Zweckmäßigerweise wird die Abwärme zum Aufheizen des darin enthaltenen kondensierbaren Bestandteile. Zweckmäßigerweise wird die Abwärme zum Aufheizen des Regenerationsgases bzw. das Regenerationsgas zum Kühlen der Abgase mit genutzt. Prinzipiell ist auch eine zumindestens teilweise Kreislaufführung des Regenerationsgases in den einzelnen Stufen möglich.The apparatus for carrying out the method according to the invention consists essentially of the required Gasmeß- and -mischeinrichtungen, at least one preheater or a burner chamber equipped with Temperaturmeßstellen regeneration furnace or reactor and usually downstream apparatuses for cooling the exhaust gas and for the deposition of therein contained condensable components. Conveniently, the waste heat for heating the condensable components contained therein. Advantageously, the waste heat for heating the regeneration gas or the regeneration gas is used for cooling the exhaust gases with. In principle, an at least partial circulation of the regeneration gas in the individual stages is possible.

Die Wärmezuführung und Kühlung erfolgt mit Hilfe des Regenerationsgases und/oder über die Ofen- bzw. Reaktorwand. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Regeneration und Reaktivißrung der Katalysatoren in einem auf einer gasdurchlässigen, temperatur- und oxydationsbeständigen Tragevorrichtung fest angeordneten Schüttbett mit direktem Gasdurchgang.The heat supply and cooling takes place with the aid of the regeneration gas and / or via the furnace or reactor wall. In a preferred embodiment of the process according to the invention, the regeneration and reactivation of the catalysts take place in a packed bed with direct passage of gas fixedly arranged on a gas-permeable, temperature-resistant and oxidation-resistant carrying device.

Eine andere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, die vor allem dann vorteilhaft ist, wenn die verbrauchten Kiuäiysatoien von vornherein nur geringe Mengen kohlenstoffhaltige Ablagerungen enthalten oder diese vor dem Ausbau der Katalysatoren durch eine Regeneration in situ weitestgehend entfernt werden können, stellt die Reaktivierung des in einer flachen, bewegten oder stationären Schicht angeordneten Katalysators in einer praktisch ruhenden Gasatmosphäre oder in einem diese im wesentlichen überstreichenden Gasstrom dar. Gut dafür geeignet sind Drehrohr oder Muffelofen. Die Schütthöhe des Katalysators kann im Falle einer bewegten Katalysatorschicht größer gewählt werden als bei der stationären Anordnung. Sie sollte aber 20 cm, insbesondere 10 cm, nicht übersteigen. In Drehrohrofen wird das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt so durchgeführt, daß die einzelnen Stufen bei einem Ofendurchgang des Katalysators nacheinander durchlaufen werden, wobei die verwendeten Vorrichtungen zweckmäßigerweise mit geeigneten Einbauten (Schikanen, Wendeblechen und dgl.) ausgerüstet sind, die für eine ständige Durchmischung und einen guten Transport des Schüttgutes im Ofen sorgen.Another variant of the method according to the invention, which is particularly advantageous if the Kiuäi consumed bodies contain only small amounts of carbonaceous deposits from the outset or can be largely removed by regeneration in situ prior to the expansion of the catalysts, represents the reactivation of in a shallow , moving or stationary layer arranged catalyst in a virtually static gas atmosphere or in a substantially sweeping this gas flow. Well suited for this are rotary tube or muffle furnace. The bed height of the catalyst can be made larger in the case of a moving catalyst layer than in the stationary arrangement. It should not exceed 20 cm, in particular 10 cm. In a rotary kiln, the inventive method is preferably carried out so that the individual stages in a furnace passage of the catalyst are passed through successively, the devices used are suitably equipped with suitable internals (baffles, turning plates and the like.), Which are for a constant mixing and good Transport the bulk material in the oven.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Regeneration und Reaktivierung von gegebenenfalls Promotoren enthaltenden Palladium-Trägerkatalysatoren geeignet, deren Bestandteile, insbesondere deren Trägermaterialien, hinreichend hitzebeständig sind und unter den Verfahrensbedingungen keine unerwünschten Reaktionen eingehen und/oder ungünstige Veränderungen erleiden. Bevorzugt wird es zur Regeneration und Reaktivierung verbrauchter Katalysatoren verwendet, die zur selektiven Hydrierung eingesetzt werden und die neben Palladium und gegebenenfalls weiteren Metallen oder deren Verbindungen ein hauptsächlich aus Aluminiumoxid bestehendes Trägermaterial enthalten.The process according to the invention is suitable for the regeneration and reactivation of optionally promoted palladium supported catalysts whose constituents, in particular their support materials, are sufficiently heat-resistant and undergo no undesired reactions under the process conditions and / or undergo unfavorable changes. It is preferably used for the regeneration and reactivation of spent catalysts which are used for selective hydrogenation and in addition to palladium and optionally other metals or their compounds contain a carrier material consisting mainly of alumina.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Regeneration und Reaktivierung verbrauchter Palladium-Trägerkatalysatoren besitzt gegenüber den bisher bekannten Regenerations- bzw. Reaktivierungsverfahren eine Reihe wesentlicher Vorteile. So z. B. ermöglicht es die wirksame und hinsichtlich der erwünschten katalytischen Eigenschaften auch gezielte Reaktivierung von Palladium-Trägerkatalysatoren, die mit herkömmlichen Verfahren nicht mehr hinreichend oder bisher überhaupt nicht erreicht werden konnten. Sehr vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang weiter, daß mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens die im Verlaufe der Anwendung und/oder vorangegangener Regenerationen nach herkömmlichen Verfahren eingetretene Sinterung der Aktivkomponente rückgängig gemacht werden kann und ganz offensichtlich neben der Redispergierung auch eine für selektive Hydrierprozesse günstige Oberflächenstruktur des Palladiums erreicht bzw. ausgebildet wird. Nicht unwesentlich ist dabei, vor allem unter praktischem Aspekt, daß das mit vergleichsweise einfachen technischen Mitteln und ohne Anwendung besonders aggressiver bzw. gefährlicher oder teurer Chemikalien erreicht wird, daß dabei hinsichtlich der nachfolgenden Wiederverwendung keine ungünstigen Nebeneffekte auftreten, die beispielsweise durch geringere Hydrierselektivität oder verstärkte Bildung unerwünschter Nebenprodukte die Effektivität der mit den regenerierten und reaktivierten Katalysatoren durchgeführten katalytischen Prozesse u. U. erheblich beeinträchtigen können und daß ein über das angestrebte Maß hinausgehender chemischer Angriff auf das Katalysatormaterial insgesamt praktisch nicht zu beobachten ist.The process according to the invention for the regeneration and reactivation of spent palladium-supported catalysts has a number of significant advantages over the previously known regeneration or reactivation processes. So z. B. allows the effective and in terms of the desired catalytic properties also targeted reactivation of supported palladium catalysts, which could no longer be achieved with conventional methods or so far not at all. Very advantageous in this context is that with the aid of the method according to the invention in the course of application and / or previous regenerations occurred by conventional methods sintering of the active component can be reversed and quite obviously in addition to the redispersion and a favorable for selective hydrogenation surface structure of palladium is reached or trained. Not insignificant is, especially from a practical point of view, that with comparatively simple technical means and without the use of particularly aggressive or dangerous or expensive chemicals is achieved that no adverse side effects occur in terms of subsequent reuse, for example, by lower hydrogenation or enhanced Formation of undesirable by-products the effectiveness of the catalytic processes carried out with the regenerated and reactivated catalysts u. U. can significantly affect and that on the desired level beyond chemical attack on the catalyst material is practically not observed in total.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht wesentlich längere Katalysatorlaufzeiten ohne Abstriche hinsichtlich ihrer katalytischen Wirksamkeit und verbessert so die Ökonomie bei ihrer technischen Anwendung erheblich. Außerdem führt es zu einer besseren Ausnutzung des Katalysatormaterials, insbesondere des darin enthaltenen Palladiums bzw. weiterer ggf. vorhandener Wertkomponenten.The inventive method allows much longer catalyst life without compromising their catalytic efficiency and thus improves the economy considerably in their technical application. In addition, it leads to a better utilization of the catalyst material, in particular of the palladium contained therein or further possibly present value components.

Ohne Frage ist es auch ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß es sich mit einfachen und technisch erprobten Mitteln sehr umweltfreundlich gestalten läßt.Without question, it is also an advantage of the method according to the invention that it can be made very environmentally friendly with simple and technically proven means.

Ausführungsbeispielembodiment Beispiel 1example 1

Ein Katalysator, der 0,034 Ma.-% Pd und 0,018 Ma.-% Cu auf einem tablettenförmigen ac-AI2O3-Träger mit einer spezifischen Oberfläche von 8,3 m2/g enthält, dessen Hydrieraktivität nach mehrjährigem technischen Einsatz zur selektiven Hydrierung des Ethins in einer C2-Fraktion in einem adiabatischen Schüttbettreaktor durch herkömmliche oxydative Verfahren nicht mehr hinreichend regenerierbar ist und der 15,6 Ma.-% Kohlenstoff sowie insgesamt 17,4 Ma.-% bei Temperaturen bis 1 373 K flüchtige bzw. in Gegenwart von Sauerstoff abbrennbare Bestandteile enthält, wird regeneriert und reaktiviert. Die Regeneration und Reaktivierung erfolgt in einem mantelseitig heizbaren Röhrenofen mit direktem Gasdurchgang durch die Katalysatorschüttung. Komplettiert wird die Versuchsanlage durch einen vorgeschalteten Dampfüberhitzer und Vorheizer sowie einem nachgeschalteten Kühler und Abscheider. In den Ofen werden 500 ml des verbrauchten Katalysators eingebaut. Der Druck in der Apparatur liegt nur soviel über Normaldruck wie zur Überwindung des Strömungswiderstandes erforderlich ist.A catalyst containing 0.034 mass% Pd and 0.018 mass% Cu on a tablet-shaped ac-Al 2 O 3 support with a specific surface area of 8.3 m 2 / g, the hydrogenation activity after several years of technical use for selective Hydrogenation of ethyne in a C 2 fraction in an adiabatic packed bed reactor by conventional oxidative process is no longer sufficiently regenerated and the 15.6 wt .-% carbon and a total of 17.4 wt .-% at temperatures up to 1 373 K volatile or contains burnable components in the presence of oxygen, is regenerated and reactivated. The regeneration and reactivation takes place in a shell-side heatable tube furnace with direct gas passage through the catalyst bed. The pilot plant is completed by an upstream steam superheater and preheater as well as a downstream cooler and separator. In the oven 500 ml of the spent catalyst are installed. The pressure in the apparatus is only so much above normal pressure as is necessary to overcome the flow resistance.

Das Aufheizen des Katalysators erfolgt zunächst in einem Stickstoffstrom von 200 l/h, sobald aber die Temperatur in der Schüttung 433 K erreicht hat, werden dem Stickstoff noch 240 g/h überhitzter Wasserdampf zugesetzt. Die im wesentlichen lineare Aufheizgeschwindigkeit beträgt 50 K/h. Der Katalysator wird dann bei einer Temperatur zwischen 670 und 675 K solange behandelt, bis im Abscheider aus dem auf ca. 298 K abgekühlten Abgas keine organische Phase mehr entfällt und das Kondensat klar bleibt. Insgesamt werden dabei 68,5 ml einer öligen Flüssigkeit abgeschiedenem Anschluß an diese erste Behandlungsstufe wird die Temperatur innerhalb von 40 Minuten auf 723 K erhöht und dann wird in der zweiten Behandlungsstufe dem Regeneriergasstrom Luft zugesetzt. Begonnen wird mit 10 l/h Luft. Dann wird, sobald die Exothermie der im Katalysatorbett ablaufenden Oxydationsreaktionen weitestgehend abgeklungen ist, die Luftmenge schrittweise nach dem gleichen Prinzip weiter auf 20, 50, 100, 250 und schließlich auf 500 l/h erhöht. Parallel dazu wird nach der Erhöhung der Luftmenge auf 50,100 und 250 l/h die Temperatur im Ofen auf 738,748 bzw. 773 K angehoben sowie nach der Erhöhung der Luftmenge auf 250 l/h die Wasserdampfzufuhr bzw. auf 500 l/h die Stickstoffzufuhr abgestellt. Der in der Katalysatorschüttung infolge der Sauerstoffzuführung gemessene adiabatische Temperaturanstieg ist bei keinem der Schritte wesentlich höher als 15 K. Bereits bei der Erhöhung der Luftmenge auf 100 l/h läßt sich kein exothermer Effekt mehr beobachten. Das Ende der Abbrennphase wird durch die analytische Überwachung des CO2-Gehaltes im Abgasstrom festgestellt. Dieser Behandlung schließt sich nach Entnahme einer Katalysatorprobe aus dem Ofen eine dritte Behandlungsstufe an. In dieser wird zunächst die Luft durch Sauerstoff ersetzt. Der Sauerstoffstrom wird auf 200 l/h eingestellt und dann wird die Ofentemperatur mit einer Mittleren Aufheizgeschwindigkeit von 75 K/h auf 1 123 K erhöht und der Katalysator 2 Stunden bei dieser Temperatur behandelt. Das Abkühlen auf Raumtemperatur erfolgt im Sauerstoffstrom. Vor dem Ausbau wird der Katalysator noch 30 Minuten mit Stickstoff gespült. Die Reduktion des Katalysators erfolgt in situ mit Wasserstoff bei 473 K. Charakterisiert werden die Katalysatoren durch Bestimmung des F-Wertes als Maß für die Palladiumdispersitat sowie durch die Gasphasenhydrierung des Ethins in einer Laborapparatur. Zur F-Wertbestimmung wird die CO-Chemisorptionskapazität des Katalysators bei 273 K nach einem Impuls-Strömungsverfahren ermittelt. Dazu werden je nach Palladiumgehalt 0,5 bis 5 g des Katalysators zunächst bei 393 K in einem Wasserstoffstrom von 2 l/h 1,5 Stunden reduzierend vorbehandelt, dann werden, sobald die Meßtemperatur von 273 K eingestellt ist, in den Wasserstoffstrom 5 Impulse von je 0,4 ml CO eingeschleust und die nicht durch die Palladiumoberflächenatome chemisorbierte СО-Menge wird am Ausgang der Apparatur katharometrisch bestimmt. Auf der Grundlage derchemisorbierten СО-Menge und des Palladiumgehaltes der Katalysatorprobe wird unter der Voraussetzung, daß pro Palladiumoberflächenatom ein СО-Molekül chemisorbiert wird, der F-Wert - das Verhältnis zwischen exponierten zur Gesamtzahl der Palladiumatome - berechnet. Die katalytische Charakterisierung der Katalysatoren erfolgt in einem Labordurchflußreaktor durch Hydrierung des Ethins in der Gasphase bei einem Druck von 0,981 MPa. Das verwendete Versuchsgas enthält 2 Vol.-% Ethin, 4 Vol.-% Wasserstoff, 0,28 Vol.-% Propan und als Rest Argon. Je Versuch werden 2 g Katalysator in Form von Splitt mit einer Körnung zwischen 1,0 und 1,25 mm eingebaut. Die katalytische Prüfung erfolgt mit einer Versuchsgasmenge von 5 l/h und in der Regel bei Reaktortemperaturen von 343 bis 373 K. Erfolgt die Reduktion in situ, so wird die Katalysatorprobe vor der katalytischen Prüfung 1 Stunde bei 473 K mit 10 l/h Wasserstoff behandelt. Zur Beurteilung der Aktivität und Selektivität des Katalysators wird nach dem Reaktor vor allem der Ethinrestgehalt und die gebildete Ethanmenge mit bekannten gaschromatographischen Methoden bestimmt, wobei die Selektivität, S, hier und im folgenden definiert ist als die auf die umgesetzte Alkin- bzw. Alkadienmenge bezogene zusätzlich entstandene (S mit positivem Vorzeichen, d. h. Alkengewinn) oder weghydrierte Alkenmenge (S mit negativem Vorzeichen, d. h. Alkenverlust). Die ermittelten F-Werte und die wichtigsten katalytischen Prüfergebnisse, einschließlich der variablen Prüfbedingungen, sind in Tabelle 1 zusammengefaßt. Zum Vergleich enthalten die Tabellen auch die analog ermittelten Daten für den Originalkatalysator, den verbrauchten Katalysator sowie den nach der 2. Behandlungsstufe entnommenen, oxydativ regenerierten Katalysator. Die Ergebnisse zeigen, daß bei diesem Katalysator auch ein sehr vorsichtiges Beseitigen der kohlenstoffhaltigen Ablagerungen von der Katalysatoroberfläche, trotz erhöhter Reaktionstemperaturen, nicht zu einer hinreichenden Regeneration seiner Hydrieraktivität führt, denn bei der technischen Durchführung derartiger Selektivhydrierprozesse werden in der Regel Ethinrestgehalte < 2 ppm gefordert. Offensichtlich wird diese Aktivitätsabnahme nicht zuletzt durch die eingetretene Sinterung des Palladiums verursacht. Die Ergebnisse machen weiter deutlich, daß durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens der durch hohe Aktivität und Selektivität gekennzeichnete Originalzustand des Katalysators praktisch wieder vollständig hergestellt wird.The catalyst is first heated in a nitrogen stream of 200 l / h, but as soon as the temperature in the bed has reached 433 K, 240 g / h of superheated steam are added to the nitrogen. The substantially linear heating rate is 50 K / h. The catalyst is then treated at a temperature between 670 and 675 K until no more organic phase in the separator from the cooled to about 298 K exhaust gas and the condensate remains clear. A total of 68.5 ml of an oily liquid separated connection to this first treatment stage, the temperature is increased within 40 minutes to 723 K and then the Regeneriergasstrom air is added in the second treatment stage. It starts with 10 l / h of air. Then, as soon as the exothermicity of the running in the catalyst bed oxidation reactions has subsided as far as possible, the amount of air gradually increased gradually to the same principle to 20, 50, 100, 250 and finally to 500 l / h. At the same time, after increasing the air volume to 50,100 and 250 l / h, the temperature in the furnace is raised to 738,748 or 773 K, and after increasing the air volume to 250 l / h the steam supply or to 500 l / h the nitrogen supply is turned off. The adiabatic temperature increase measured in the catalyst bed as a result of the oxygen supply is not significantly higher than 15 K in any of the steps. Even when the air volume is increased to 100 l / h, no exothermal effect can be observed. The end of the burn-off phase is determined by the analytical monitoring of the CO 2 content in the exhaust gas stream. This treatment is followed by removal of a catalyst sample from the oven to a third treatment stage. In this first the air is replaced by oxygen. The oxygen flow is adjusted to 200 l / h and then the furnace temperature is raised to 1 123 K at a mean heating rate of 75 K / h and the catalyst is treated for 2 hours at this temperature. Cooling to room temperature is carried out in an oxygen stream. Before removal, the catalyst is purged with nitrogen for a further 30 minutes. The reduction of the catalyst takes place in situ with hydrogen at 473 K. The catalysts are characterized by determining the F value as a measure of the palladium disperity and by the gas-phase hydrogenation of ethyne in a laboratory apparatus. For F-value determination, the CO chemisorption capacity of the catalyst is determined at 273 K by a pulse flow method. Depending on the palladium content, 0.5 to 5 g of the catalyst are initially pretreated for reduction at 393 K in a hydrogen stream of 2 l / h for 1.5 hours, then, as soon as the measurement temperature of 273 K has been set, 5 pulses of 0.4 ml of CO are introduced and the amount of SiO 2 not chemisorbed by the palladium surface atoms is determined katharometrically at the outlet of the apparatus. Based on the chemisorbed СО amount and the palladium content of the catalyst sample, assuming that one СО molecule is chemisorbed per palladium surface atom, the F value-the ratio of exposed to the total number of palladium atoms-is calculated. The catalytic characterization of the catalysts is carried out in a laboratory flow-through reactor by hydrogenation of the ethyne in the gas phase at a pressure of 0.981 MPa. The test gas used contains 2% by volume of ethyne, 4% by volume of hydrogen, 0.28% by volume of propane and the balance argon. 2 g of catalyst in the form of chippings with a grain size between 1.0 and 1.25 mm are installed per test. The catalytic test is carried out with a pilot gas volume of 5 l / h and usually at reactor temperatures of 343 to 373 K. If the reduction takes place in situ, the catalyst sample is treated for 1 hour at 473 K with 10 l / h of hydrogen before the catalytic test , To assess the activity and selectivity of the catalyst, the ethinol content and the amount of ethane formed are determined by known gas chromatographic methods after the reactor, wherein the selectivity, S, is defined herein and in the following as additionally related to the reacted alkyne or alkadiene resulting (S with a positive sign, ie, alkene gain) or hydrogenated alkene amount (S with a negative sign, ie, alkene loss). The determined F-values and the most important catalytic test results, including the variable test conditions, are summarized in Table 1. For comparison, the tables also contain the analogously determined data for the original catalyst, the spent catalyst and the oxidatively regenerated catalyst removed after the second treatment stage. The results show that in this catalyst also a very careful removal of the carbonaceous deposits from the catalyst surface, despite increased reaction temperatures, does not lead to a sufficient regeneration of its hydrogenation activity, because in the technical implementation of such selective hydrogenation Ethinrestgehalte <2 ppm are usually required. Obviously, this decrease in activity is not least caused by the sintering of palladium that has occurred. The results also make it clear that the use of the process according to the invention substantially restores the original state of the catalyst, which is characterized by high activity and selectivity.

Beispiel 2Example 2

Ein technischer Katalysator, der 0,92 Ma.-% Pd, 0,08 Ma.-% Ag und 3,5 Ma.-% Ni in gebundener Form auf einem a-AI2O3-Träger mit einer spezifischen Oberfläche von 11 m2/g enthält, der zur selektiven Hydrierung des Propins und Propadiens in flüssigen C3-Fraktionen in der Rieselphase eingesetzt wird und der infolge einer Betriebsstörung extrem stark verkokt und geschädigt ist, so daß durch eine herkömmliche oxydative Regeneration seine Aktivität und Selektivität nicht wieder hergestellt werden kann, wird in der im Beispiel 1 beschriebenen Apparatur regeneriert und reaktiviert.A technical catalyst comprising 0.92 mass% Pd, 0.08 mass% Ag and 3.5 mass% Ni in bound form on an a-Al 2 O 3 support with a specific surface area of 11 contains m 2 / g, which is used for the selective hydrogenation of propyne and propadiene in liquid C 3 fractions in the trickle phase and which is extremely coked and damaged due to a malfunction, so that by a conventional oxidative regeneration its activity and selectivity not again can be prepared is regenerated and reactivated in the apparatus described in Example 1.

Tabelle 1Table 1

Katalysatorcatalyst

F-Wert katalytische Prüfung:F value catalytic test:

Temperatur Versuchszeit K minTemperature test time K min

erfindungsgemäßinventively 0,190.19 353353 55 EthanEthan 3030 regeneriert undregenerated and 66 Vol.-%Vol .-% 150150 reaktiviertreactivated 55 1,021.02 300300 363363 < 1<1 0,960.96 3030 < 1<1 0,970.97 150150 <1<1 1,181.18 300300 durch vorsichtigesby careful 0,080.08 373373 550550 1,161.16 3030 Abbrennen „regeneBurning off "rain 910910 1,161.16 150150 riert" (nach 2. Stufe)riert "(after 2nd stage) 1 1001 100 1,101.10 300300 verbraucht (mitconsumed (with 0,010.01 373373 16 50016,500 1,051.05 3030 17,6 Ma.-% C)17.6% by mass C) 1100011000 1,041.04 150150 (zum Vergleich)(for comparison) 11 10011 100 0,210.21 300300 originaloriginal 0,200.20 353353 22 0,570.57 3030 (zum Vergleich)(for comparison) 33 0,570.57 150150 33 1,091.09 300300 363363 < 1<1 0,990.99 3030 < 1<1 0,990.99 150150 < 1<1 1,221.22 300300 373373 < 1<1 1,131.13 3030 < 1<1 1,141.14 150150 <1<1 1,641.64 300300 Katalysatorcatalyst 1,581.58 Endkonzentrationfinal concentration 1,571.57 Selektivität derSelectivity of Ethinethyne EthenbildungEthenbildung ppmppm S in %S in% erfindungsgemäßinventively +49,0+49.0 regeneriert undregenerated and +52,0+52.0 reaktiviertreactivated +51,5+51.5 +41,0+41.0 +42,0+42.0 +42,0+42.0 durch vorsichtigesby careful +43,4+43.4 Abbrennen „regeneBurning off "rain +45,0+45.0 riert" (nach 2. Stufe)riert "(after 2nd stage) +45,0+45.0 verbraucht (mitconsumed (with +40,0+40.0 17,6 Ma.-%C)17.6% by mass C) +36,7+36.7 (zum Vergleich)(for comparison) +36,0+36.0 originaloriginal +45,5+45.5 (zum Vergleich)(for comparison) +50,5+50.5 +50,5+50.5 +39,0+39.0 +43,5+43.5 +43,0+43.0 +18,0+18.0 +21,0+21.0 +21,5+21.5

Es werden 500 ml des verbrauchten Katalysators mit einem Kohlenstoffgehalt von 14,3 Ma.-% in den Ofen eingebaut und mit einer mittleren Geschwindigkeit von 50 K/h zunächst in einem Stickstoffstrom von 100 l/h ab 423 K mit einem Gemisch aus 100 l/h Stickstoff und 320 g/h überhitztem Wasserdampf auf 673 Kaufgeheizt. Da bei dieser Temperatur nur relativ geringe Mengen organischer Produkte im Abscheider anfallen, wird die Behandlungstemperatur auf 723 K erhöht. Der Anfall im Abscheider bleibt mit 11ml flüssiger organischer Produkte trotzdem gering.500 ml of the spent catalyst with a carbon content of 14.3% by mass are introduced into the furnace and, at an average rate of 50 K / h, initially in a stream of nitrogen of 100 l / h from 423 K with a mixture of 100 l Nitrogen and 320 g / h of superheated steam at 673 purchased. Since only relatively small amounts of organic products are produced in the separator at this temperature, the treatment temperature is increased to 723 K. The seepage in the separator remains low with 11ml of liquid organic products.

Nachdem das anfallende Kondensat klar bleibt, werden dem Regeneriergasstrom bei 723 K zunächst 10 l/h Luft zugesetzt. Die dabei beobachtete Exothermie ist gering, deshalb wird die Temperatur innerhalb einer Stunde in Schritten von 4 bis 5 K langsam erhöht, bis bei ca. 765 K im Ofen eine deutliche Exothermie zu beobachten ist. Sobald diese abzuklingen beginnt, wird die Luftmenge nach dem gleichen Prinzip schrittweise auf 20, 40,100, 250 und schließlich 500 l/h erhöht. Parallel dazu wird nach der Erhöhung der Luftmenge auf 20, 40 und 100 l/h die Ofentemperatur jeweils auf 783, 803 bzw. 833 K erhöht, um ein zügiges Abbrennen der kohlenstoffhaltigen Ablagerungen von der Katalysatoroberfläche zu gewährleisten. Außerdem wird bei 250 l/h Luft die Stickstoff- und bei 500 l/h Luft die Wasserdampfzufuhr abgestellt. Sobald sich bei der Behandlung im reinen Luftstrom bei 833 K im Abgas analytisch keine Kohlenstoffdioxidbildung mehr nachweisen läßt, wird die Abbrennphase beendet.After the resulting condensate remains clear, 10 l / h of air are initially added to the regeneration gas stream at 723 K. The observed exotherm is low, therefore, the temperature is slowly increased within one hour in steps of 4 to 5 K, until at about 765 K in the furnace a clear exotherm is observed. As soon as it begins to decay, the air quantity is gradually increased to 20, 40, 100, 250 and finally 500 l / h according to the same principle. At the same time, after increasing the air flow to 20, 40 and 100 l / h, the furnace temperature is increased to 783, 803 and 833 K, respectively, to ensure rapid burning off of the carbonaceous deposits from the catalyst surface. In addition, at 250 l / h of air, the nitrogen and at 500 l / h of air, the steam supply is turned off. As soon as analytically no carbon dioxide formation can be detected in the treatment in the pure air stream at 833 K in the exhaust gas, the burning-off phase is terminated.

Nach Entnahme einer Katalysatorprobe aus dem Ofen und Ersatz des Luftstromes durch 250 l/h Sauerstoff, wird die Ofentemperatur mit einer Geschwindigkeit von 80 K/h auf 1 123 K erhöht und der Katalysator bei dieser Temperatur 5 Stunden behandelt. Dann wird der Ofen auf Raumtemperatur abgekühlt, der Sauerstoff durch Stickstoff ersetzt und der Katalysator noch eine Stunde im Inertgasstrom gespült.After removing a catalyst sample from the furnace and replacing the air flow with 250 l / h of oxygen, the furnace temperature is increased to 1 123 K at a rate of 80 K / h and the catalyst is treated at this temperature for 5 hours. The furnace is then cooled to room temperature, the oxygen is replaced by nitrogen and the catalyst is rinsed for one hour in an inert gas stream.

Zur Reduktion wird der Katalysator bei Raumtemperatur mit 220 ml einer 10%igen Hydrazinhydratlösung getränkt. Nach einer Einwirkungszeit von 15 Minuten werden die nassen Katalysatorformlinge unter ständiger Bewegung solange mit Heißluft behandelt, bis sie oberflächlich trocken erscheinen. Der Reduktion schließt sich eine fünfstündige Trocknung bei 393 K an. Die nach Abschluß der 2. Behandlungsstufe entnommene Katalysatorprobe wird ganz analog reduziert.For reduction, the catalyst is soaked at room temperature with 220 ml of a 10% hydrazine hydrate solution. After a reaction time of 15 minutes, the wet catalyst moldings are treated under continuous motion with hot air until they appear superficially dry. The reduction is followed by a five hour drying at 393K. The taken after completion of the 2nd treatment stage catalyst sample is reduced analogously.

Zur Charakterisierung des regenerierten und reaktivierten Katalysators wird nach der im Beispiel 1 beschriebenen Methode der F-Wert und außerdem seine Aktivität und Selektivität bei der Hydrierung des Propins und Propadiens in einer flüssigen C3-Fraktion bestimmt. Die katalytische Prüfung erfolgt in einem Laborreaktor, der nach dem Rieselphasenprinzip arbeitet. Dabei rieselt das flüssige Kohlenwasserstoffgemisch von oben nach unten in einer praktisch ruhenden oder in gleicher Richtung strömenden wasserstoffhaltigen Gasatmosphäre durch die im Reaktor angeordnete Katalysatorschüttung. Im unteren behälterförmigen Teil des Reaktors wird das selektiv hydrierte C3-Kohlenwasserstoffgemisch standgeregelt abgeführt. Der Gesamtdruck im Reaktor wird unabhängig von der jeweiligen Reaktortemperatur und der zugeführten Elektrolytwasserstoffmenge mit Hilfe von Stickstoff konstant auf 1,57 MPa eingestellt und gehalten. Je Versuch werden 20 ml Katalysator in Form von Splitt mit einer Körnung zwischen 1,25 bis 2,0 mm eingebaut. Die weiteren Bedingungen der katalytischen Prüfung sindTo characterize the regenerated and reactivated catalyst, the F value is determined according to the method described in Example 1, and also its activity and selectivity in the hydrogenation of propyne and propadiene in a liquid C 3 fraction. The catalytic test is carried out in a laboratory reactor operating on the trickle phase principle. In this case, the liquid hydrocarbon mixture trickles from top to bottom in a virtually static or flowing in the same direction hydrogen-containing gas atmosphere through the catalyst bed arranged in the reactor. In the lower container-shaped part of the reactor, the selectively hydrogenated C 3 -hydrocarbon mixture is removed under controlled conditions. The total pressure in the reactor is set and maintained constant at 1.57 MPa, regardless of the respective reactor temperature and the amount of electrolyte hydrogen supplied by means of nitrogen. 20 ml of catalyst in the form of chippings with a grain size between 1.25 to 2.0 mm are incorporated per test. The other conditions of the catalytic test are

- Flüssigkeitsmenge: 300 g/h einer technischen Cj-Kohlenwasserstofffraktion, die 5,37 Ma.-% C3H4 (Propin und Propadien), 90,88 Ma.-% Propen und 3,75 Ma.-% Propan enthält;Liquid quantity: 300 g / h of a C 1 -C hydrocarbon technical fraction containing 5.37 mass% of C 3 H 4 (propyne and propadiene), 90.88 mass% of propene and 3.75 mass% of propane;

- molares H2/C3H4-Verhältnis: 1,5:1molar H 2 / C 3 H 4 ratio: 1.5: 1

- Reaktortemperatur: 308 K.- Reactor temperature: 308 K.

Die Analyse des Einsatzproduktes und des Katalysats am Reaktorausgang erfolgt mit Hilfe bekannter gaschromatographischer Methoden. Die ermittelten F-Werte und die wichtigsten katalytischen Prüfergebnisse sind in Tab. 3 zusammengefaßt. Zum Vergleich enthält die Tabelle auch die analog ermittelten Daten für den Originalkatalysator, den verbrauchten Katalysator sowie den nach der 2. Behandlungsstufe entnommenen, oxydativ regenerierten Katalysator.The analysis of the feedstock and of the catalyst at the reactor outlet takes place by means of known gas chromatographic methods. The determined F values and the most important catalytic test results are summarized in Tab. For comparison, the table also contains the analogously determined data for the original catalyst, the spent catalyst, and the oxidatively regenerated catalyst removed after the second treatment stage.

Tabelle 3Table 3

Katalysatorcatalyst

F-WertF value

Versuchszeit MinutenTrial time minutes

Endkonzentration C3H4 PropanFinal concentration C 3 H 4 propane

ppm Ma.-%ppm Ma .-%

Selektivität, der Propenbildung S in %Selectivity, propene formation S in%

original (zum Vergleich)original (for comparison) 0,120.12 30 150 30030 150 300 < 10<10 5,79 5,73 5,745.79 5.73 5.74 +62,0 +63,1 +63,0+62.0 + 63.1 +63.0 Verbrauch (zum Vergleich)Consumption (for comparison) <0,01<0.01 30 150 30030 150 300 34 200 35 900 36 50034 200 35 900 36 500 5,44 5,28 5,235.44 5.28 5.23 + 13,1 +13,8 + 13,9+ 13.1 +13.8 + 13.9 nach 2. Behand lungsstufe („regeneriert")after 2nd treatment step ("regenerated") 0,080.08 30 150 30030 150 300 2 530 2 690 2 7002 530 2 690 2 700 7,18 7,13 7,137.18 7.13 7.13 +32,9 +33,8 +33,7+32.9 +33.8 +33.7 erfindungsge mäß regeneriert und reaktivierterfindungsge regenerated and reactivated 0,110.11 30 150 30030 150 300 10 12 1010 12 10 5,84 5,61 5,645.84 5.61 5.64 +61,1 +65,3 +64,8+61.1 +65.3 +64.8

Wesentlich für die Beurteilung dieser Ergebnisse ist die Tatsache, daß bei der technischen Anwendung C3H 4-Restgehalte von in der Summe unter 100 ppm, nicht selten bereits von maximal 20 ppm gefordert werden und natürlich eine möglichst hohe Propenausbeute angestrebt wird. Unter diesem Aspekt wird deutlich, daß der verbrauchte Katalysator auch nach Entfernung der kohlenstoffhaltigen Ablagerungen nicht mehr die erforderliche Hydrieraktivität besitzt, wie der hohe C3H4-Restgehalt zeigt, und verglichen mit dem Originalkatalysator, auch eine deutlich geringere Selektivität hinsichtlich der Propenbildung aufweist. Weiter zeigen die in Tabelle 2 zusammengefaßten Ergebnisse, daß durch die erfindungsgemäße Regeneration und Reaktivierung des verbrauchten Katalysators die hohe Aktivität und Selektivität des Originalkatalysators praktisch vollständig wieder hergestellt wird.Essential for the assessment of these results is the fact that in the technical application C 3 H 4 residual levels of less than 100 ppm, not infrequently already required by a maximum of 20 ppm and, of course, the highest possible propene yield is sought. From this aspect, it becomes clear that the spent catalyst, even after removal of the carbonaceous deposits, no longer has the required hydrogenation activity, as shown by the high residual C 3 H 4 content, and also has significantly lower selectivity for propene formation compared to the original catalyst. Furthermore, the results summarized in Table 2 show that the high activity and selectivity of the original catalyst is almost completely restored by the regeneration and reactivation of the spent catalyst according to the invention.

Beispiel 3Example 3

Ein für die selektive Hydrierung des Propins und Propadiens in flüssigen Cj-Fraktionen eingesetzter technischer Katalysator, der 0,6 Ma.-% Pd auf einem<x-AI2O3-Träger enthält, wird durch Behandlung mit einer wasserstoffhaltigen technischen C3-Fraktion bei Temperaturen zwischen 613 und 638 K einer Alterung unterworfen. Der so desaktivierte Katalysator enthält 2,55 Ma.-% C und wird im Prinzip nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren regeneriert und reaktiviert. Die Bedingungen werden dabei wie folgt verändert:A technical catalyst used for the selective hydrogenation of propyne and propadiene in liquid Cj fractions, which contains 0.6% by weight of Pd on a <x-Al 2 O 3 support , is treated by treatment with a hydrogen-containing technical C 3 - Fraction at temperatures between 613 and 638 K subjected to aging. The catalyst thus deactivated contains 2.55% by mass of C and, in principle, is regenerated and reactivated by the process described in Example 1. The conditions are changed as follows:

In der 1. Stufe wird die Aufheizgeschwindigkeit auf 80 K/h erhöht und die Behandlung erfolgt mit 350 l/h Stickstoff ohne Wasserdampfzusatz.In the 1st stage, the heating rate is increased to 80 K / h and the treatment is carried out with 350 l / h of nitrogen without added steam.

In der 2. Stufe wird die Luft in den Schritten 20, 50,100 und 350 l/h zugeführt, wobei nach dem 2. und 3. Schritt die Ofentemperatur auf 738 bzw. 735 K erhöht und nach dem Einstellen einer Luftmenge von 350 l/h die Stickstoffzufuhr abgestelltIn the 2nd stage, the air is supplied in steps 20, 50, 100 and 350 l / h, and after the 2nd and 3rd steps, the furnace temperature is increased to 738 and 735 K, respectively, and after setting an air quantity of 350 l / h turned off the nitrogen supply

In der 3. Stufe wird der Katalysator 5 Stunden bei 923 K mit 100 l/h eines Gemisches aus gleichen Teilen Luft und Sauerstoff behandelt. Die Reduktion und Charakterisierung des regenerierten und reaktivierten Katalysators erfolgt wie im Beispiel 2 beschrieben. Die wichtigsten Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengefaßt. Die für die Hydrierversuche verwendete C3-Fraktion enthält 5,84 Ma.-% C3H1 (Propin und Propadien), 90,58 Ma.-% Propen und 3,58 Ma.-% Propan. Zum Vergleich sind auch die analog ermittelten Daten für den Originalkatalysator und den gealterten Katalysator aufgeführt.In the third stage, the catalyst is treated for 5 hours at 923 K with 100 l / h of a mixture of equal parts of air and oxygen. The reduction and characterization of the regenerated and reactivated catalyst is carried out as described in Example 2. The most important results are summarized in Table 3. The C 3 fraction used for the hydrogenation experiments contains 5.84 mass% C 3 H 1 (propyne and propadiene), 90.58 mass% propene and 3.58 mass% propane. For comparison, the analogously determined data for the original catalyst and the aged catalyst are listed.

Tabelle 3Table 3

Katalysatorcatalyst F-WertF value Versuchsexperiment Endkonzentrationfinal concentration Propanpropane SelekSelek zeitTime C3H4 C 3 H 4 Ma.-%Wt .-% tivität dertivity of Minutenminutes ppmppm Propenpropene bildungeducation 5,485.48 S in %S in% originaloriginal 0,090.09 3030 2222 5,465.46 +67,5+67.5 (zum Vergleich)(for comparison) 150150 2424 5,515.51 +67,8+67.8 300300 2424 7,557.55 +67,0+67.0 gealtertaged 0,0450,045 3030 4 8004,800 7,467.46 +25,9+25.9 (zum Vergleich)(for comparison) 150150 5 1505,150 7,467.46 +27,1+27.1 300300 5 1005 100 5,505.50 +27,2+27.2 erfindungsge-erfindungsge- 0,090.09 3030 1818 5,515.51 +67,1+67.1 rnäß regeneriertregenerated 150150 2020 5,485.48 +66,9+66.9 und reaktiviertand reactivated 300300 1919 +67,5+67.5

Auch diese Ergebnisse machen deutlich, daß durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht nur eine praktisch vollständige Reaktivierung und Redispergierung des Palladiums sondern auch die Wiederherstellung der hohen, durch die Desaktivierung bzw. Sinterung der Aktivkomponente verminderten Selektivität erreicht wird.These results also make it clear that the use of the process according to the invention not only achieves virtually complete reactivation and redispersion of the palladium but also the recovery of the high selectivity which is reduced by the deactivation or sintering of the active component.

Beispiel 4 bis 6Example 4 to 6

Zur Untermauerung der in der 3. Behandlungsstufe des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Regeneration und Reaktivierung verbrauchter Palladium-Trägerkatalysatoren erzielten Wirkung, werden verschiedene Katalysatoren unter variierten Behandlungsbedingungen aktiviert bzw. reaktiviert. Dazu werden 500 ml des Katalysators in die im Beispiel 1 beschriebene Apparatur eingebaut, ein Behandlungsgasstrom von 200 l/h eingestellt und die Temperatur in der Katalysatorschüttung mit einer Geschwindigkeit von 75 K/h auf die Behandlungstemperatur hochgeheizt. Die Behandlung erfolgt bei einem Druck, der soviel über Normaldruck liegt, wie zur Überwindung des Strömungswiderstandes in der Apparatur erforderlich ist. Nach Ablauf der Behandlungszeit wird im Behandlungsgasstrom auf Raumtemperatur abgekühlt, das Behandlungsgas durch Stickstoff ersetzt und der Katalysator noch mindestens 30 Minuten im Stickstoffstrom gespült. Die Reduktion der behandelten Katalysatoren erfolgt von der Charakterisierung in situ mit Wasserstoff bei maximal 473 K. Die zur Charakterisierung benutzten Methoden zur F-Wertbestimmung und zur selektiven Hydrierung des Ethins sind, einschließlich der Bedingungen bei der reduzierenden Vorbehandlung mit Wasserstoff, im Beispiel 1 beschrieben.To support the effect achieved in the 3rd treatment stage of the process according to the invention for the regeneration and reactivation of spent palladium supported catalysts, various catalysts are activated or reactivated under varied treatment conditions. For this purpose, 500 ml of the catalyst are incorporated into the apparatus described in Example 1, set a treatment gas flow of 200 l / h and the temperature heated in the catalyst bed at a rate of 75 K / h to the treatment temperature. The treatment is carried out at a pressure which is so much above normal pressure, as is necessary to overcome the flow resistance in the apparatus. After the treatment time is cooled in the treatment gas stream to room temperature, the treatment gas replaced by nitrogen and the catalyst rinsed for at least 30 minutes in a stream of nitrogen. The reduction of the treated catalysts is carried out by characterizing in situ with hydrogen at a maximum of 473 K. The methods used for the characterization of the F-value determination and the selective hydrogenation of ethyne, including the conditions in the reducing pretreatment with hydrogen, described in Example 1.

Eine Zusammenfassung der erhaltenen Ergebnisse, einschließlich einiger Angaben zu den Katalysatoren sowie den Behandlungsbedingungen, enthält Tabelle 4. Zum Vergleich sind in der Tabelle außerdem die entsprechenden, auf die gleiche Weise ermittelten Daten der Ausgangskatalysatoren aufgeführt. Anhand dieser Ergebnisse wird besonders deutlich, daß bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch die Wahl der Behandlungsbedingungen, insbesondere in der 3. Behandlungsstufe, nicht nur der gewünschte Reaktivierungsgrad sondern auch eine in den meisten Fällen recht bemerkenswerte Erhöhung der Selektivität hinsichtlich der Alkenbildung bei der Hydrierung der Alkine bzw. Alkadiene erreicht wird. Dieser Umstand verdient vor allem auch deshalb Beachtung, weil die Erfahrung lehrt, daß einerseits bei vielen selektiven Hydrierprozessen mit der Desaktivierung eine Verschlechterung der Selektivität einhergeht und andererseits in der Regel die Erhöhung der Aktivität eines Katalysators mit einer Abnahme seiner Selektivität verbunden ist.A summary of the results obtained, including some information on the catalysts and the treatment conditions, is given in Table 4. For comparison, the table also lists the corresponding starting catalyst data obtained in the same way. On the basis of these results, it is particularly clear that in the application of the process according to the invention by the choice of treatment conditions, especially in the 3rd treatment stage, not only the desired degree of reactivation but also in most cases quite remarkable increase in the selectivity in alkene formation in the hydrogenation the alkynes or alkadienes is achieved. This circumstance deserves particular attention, because experience teaches that on the one hand in many selective hydrogenation processes with the deactivation, a deterioration of the selectivity is accompanied and on the other hand usually increasing the activity of a catalyst is associated with a decrease in its selectivity.

Beispiel 7 bis 12Example 7 to 12

In weiteren Versuchsreihen zur Untersuchung des Einflusses der Behandlungsbedingungen in der 3. Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Katalysatoreigenschaften auf den erzielten Palladium-Redispergierungs- bzw. Reaktivierungseffekt werden verschiedene Palladium-Trägerkatalysatoren mit F-Werten zwischen 0,03 und 0,138 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt. Dazu werden 15 ml Katalysatorprobe in einem mit einem Heizmantel versehenenIn further series of experiments to investigate the influence of the treatment conditions in the third stage of the process according to the invention and the catalyst properties on the obtained palladium redispersing or reactivating effect, various supported palladium catalysts with F values between 0.03 and 0.138 are treated by the process according to the invention , For this purpose, 15 ml of catalyst sample in a provided with a heating jacket

Röhrenofen eingebaut, der Behandlungsgasstrom durch die Katalysatorschuttung eingestellt und der Katalysator mit einer Geschwindigkeit von 75 K/h auf die Behandlungstemperatur hochgeheizt. Nach Ablauf der Behandlungszeit wird der Katalysator im Behandlungsgasstrom auf Raumtemperatur abgekühlt und vor seinem Ausbau mindestens 30 Minuten mit Stickstoff gespült (ca. 5 Hh). Zur Charakterisierung der erfindungsgemäß behandelten Katalysatoren wird mit der im Beispiel 1 beschriebenen CO-Chemisorptionsmethode der F-Wert bestimmt. Die ermittelten Werte sind zusammen mit den erforderlichen Angaben zu den behandelten Katalysatoren und den jeweiligen Behandlungsbedingungen in Tabelle 5 zusammengefaßt. Zum Vergleich sind auch die analog bestimmten Daten der Ausgangskatalysatoren aufgeführt.Tube furnace installed, the treatment gas stream adjusted by the Katalysatorschuttung and the catalyst heated at a rate of 75 K / h to the treatment temperature. After the treatment time has elapsed, the catalyst is cooled to room temperature in the treatment gas stream and purged with nitrogen for at least 30 minutes before it is removed (about 5 Hh). To characterize the catalysts treated according to the invention, the F value is determined using the CO chemisorption method described in Example 1. The values determined are summarized in Table 5 together with the required information on the treated catalysts and the respective treatment conditions. For comparison, the analog determined data of the starting catalysts are listed.

Tabelle 4Table 4

0,035 6,20.035 6.2

Beispielexample Katalysator Pd Ma.-%Catalyst Pd Ma .-% Oberfläche m2/gSurface m 2 / g Trägercarrier Behandlungsbedingungen: Temp. Gaszus. Zeit K Vol.-% hTreatment conditions: Temp. Gaszus. Time K Vol .-% h 22 F-WertF value 44 0,0350,035 6,26.2 a-AI2O3 a-Al 2 O 3 1123 100% O2 1123 100% O 2 0,180.18 Ausgangskatalysator (zum Vergleich)Starting catalyst (for comparison) 66 0,030.03 55 0,0350,035 6,26.2 CX-AI2O3 CX-Al 2 O 3 923 Luft923 air 0,110.11 Ausgangskatalysator (zum Vergleich)Starting catalyst (for comparison) 0,030.03

Cx-AI2O3 1 123Cx-Al 2 O 3 1 123

N2 + 70 % O2 N 2 + 70% O 2

Ausgangskatalysator (zum Vergleich)Starting catalyst (for comparison)

katalytische Temp. Kcatalytic temp. K Prüfergebnisse: Zeit Endkonzentration min Ethin Ethan ppm Vol.-%Test Results: Time Final Concentration min Ethin Ethane ppm Vol.% <1 < 1<1 <1 0,93 0,930.93 0.93 Selektivität der Ethenbil- dung, S in %Selectivity of ethene formation, S in% 353353 150 300150 300 9 200 9 3009 200 9 300 0,54 0,540.54 0.54 +53,5 +53,5+53.5 +53.5 353353 150 300150 300 21 ?021? 0 0,58 0.B80.58 0.B8 + 50,7 +50,5+ 50.7 +50.5 353353 150 300150 300 9 200 9 3009 200 9 300 0,54 0,540.54 0.54 +70,0 +70.0+70.0 +70.0 353353 150 300150 300 5 4 <1 < 15 4 <1 <1 101 1,00 1,W 1,19101 1.00 1, W 1.19 +50,7 +50,5+50.7 +50.5 363 363363 363 150 300 150 300150 300 150 300 +49,5 +50,0 +40,5 +40,5+49.5 +50.0 +40.5 +40.5

373373

150 300150 300

12 800 12 90012 800 12 900

+36,1 +35,2+36.1 +35.2

Tabelle 5Table 5

Beispiel KatalysatorExample catalyst

Pd OberflächePd surface

Ma.-% m2/gMa .-% m 2 / g

Behandlungsbedingungen: Träger Temperatur Gas/O, in Vol.-%Treatment conditions: Carrier temperature Gas / O, in Vol .-%

0,0350,035

6,56.5

U-AI2O3 1123 100% O2 U-Al 2 O 3 1123 100% O 2

Ausgangskatalysator (zum Vergleich)Starting catalyst (for comparison)

0,600.60

5,45.4

α-ΑΙ,Ο,α-ΑΙ, Ο,

923 1 123 1 123 1 123 1 123923 1 123 1 123 1 123 1 123

Luft LuftAir air

N2/50 % O2 N/70 % O2 100 % O2 N 2 /50% O 2 N / 70% O 2 100% O 2

Ausgangskatalysator (zum Vergleich)Starting catalyst (for comparison)

1,001.00

221221

Oi-AI2O3 923 LuftOi-Al 2 O 3 923 air

1 123 Luft1 123 air

1123 100% O2 1123 100% O 2

Ausgangskatalysator (zum Vergleich)Starting catalyst (for comparison)

Tabelle 5 (Fortsetzung)Table 5 (continued)

Beispiel KatalysatorExample catalyst

Pd OberflächePd surface

Ma.-% m2/gMa .-% m 2 / g

Behandlungsbedingungen: Träger TemperaturTreatment conditions: carrier temperature

Gas/O2 in Vol.-%Gas / O 2 in Vol .-%

0,60 1490.60 149

Ot-AI2O3 923 LuftOt Al 2 O 3 923 Air

1 123 Luft1 123 air

1123 100% O2 1123 100% O 2

Ausgangskatalysator (zum Vergleich)Starting catalyst (for comparison)

11 0,6011 0.60 211211 3,6 3,6 3,6 3,6 (zum Vergleich)3.6 3.6 3.6 3.6 (for comparison) «-ΑΙ2Ο3 «-ΑΙ 2 Ο 3 873 100 % O2 973 100% O2 1073 100% O2 1173 100% O2 Ausgangskatalysator (zum Vergleich)873 100% O 2 973 100% O 2 1073 100% O 2 1173 100% O 2 starting catalyst (for comparison) 12 0,6012 0.60 580580 3,5 3,5 (zum Vergleich)3,5 3,5 (for comparison) SiO2 SiO 2 923 Luft 923 100% O2 Ausgangskatalysator (zum Vergleich)923 air 923 100% O 2 starting catalyst (for comparison) Zeit hTime h Gasmenge l/hGas quantity l / h F-WertF value 2 Ausgangskatalysator2 output catalyst 3,5 (zum Vergleich)3.5 (for comparison) 0,18 0,030.18 0.03 10 2 2 2 2 Aubgdngskdtdiysator10 2 2 2 2 Acoustic decoder 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 (zum Vergleich)3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 (for comparison) 0,069 0,065 0,070 0,100 0,126 0,0550.069 0.065 0.070 0.100 0.126 0.055 10 2 2 Ausgangskatalysator10 2 2 starting catalyst 3,5 3,5 3,5 (zum Vergleich)3,5 3,5 3,5 (for comparison) 0,079 0,095 0,136 0,0410.079 0.095 0.136 0.041 10 3,5 2 3,5 2 3,5 Ausgangskatalysator (zum Vergleich)10 3.5 2 3.5 2 3.5 starting catalyst (for comparison) 0,056 0,051 0,097 0,0490.056 0.051 0.097 0.049 1 1 1 1 Ausgangskatalysator1 1 1 1 starting catalyst 0,06 0,08 0,19 ,30 140.06 0.08 0.19, 30 14 2 2 Ausgangskatalysator2 2 starting catalyst 0,21 0,24 0,1380.21 0.24 0.138

Claims (9)

1. Verfahren zur Regenerierung und Reaktivierung von Palladium-Trägerkatalysatoren, die gegebenenfalls weitere modifizierende Komponenten enthalten, durch thermische Behandlung in sauerstoff haltiger Atmosphäre in einem mehrstufigen Verfahren, wobei in der ersten Stufe die verbrauchten Katalysatoren im Temperaturbereich von 423 bis 723 K solange in einem von oxidierenden Stoffen weitestgehend freiem Gasstrom, der weniger als 0,1 Vol.-% Sauerstoff enthält, behandelt werden, bis keine organischen Bestandteile mehr ausgetragen werden und in einer zweiten Stufe dem Gasstrom 0,1 bis mindestens 20 Vol.-% Sauerstoff zugesetzt werden, wobei der Sauerstoffgehalt im Regenerationsgas schrittweise in dem Maß erhöht wird, daß die Temperatur in der Katalysatorschicht 850 K nicht übersteigt und die Behandlung in der zweiten Stufe mit dem mindestens 20 Vol.-% Sauerstoff enthaltendem Gasstrom bis zu 15 Stunden durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Behandlungsstufe angeschlossen wird, in der die Katalysatoren in einer von oxidierbaren Stoffen weitestgehend freien Gasatmosphäre, die 15 bis 100 Vol.-% Sauerstoff enthält, bei Temperaturen zwischen 773 und 1 373 K bis zu 48 Stunden weiterbehandelt und anschließend abgekühlt und gegebenenfalls reduziert werden.1. A process for the regeneration and reactivation of palladium-supported catalysts, optionally containing further modifying components, by thermal treatment in an oxygen-containing atmosphere in a multi-stage process, wherein in the first stage, the spent catalysts in the temperature range of 423 to 723 K as long as in one of oxidizing substances largely free gas stream containing less than 0.1 vol .-% oxygen, treated until no more organic components are discharged and are added in a second stage the gas stream 0.1 to at least 20 vol .-% oxygen, wherein the oxygen content in the regeneration gas is increased stepwise to the extent that the temperature in the catalyst layer does not exceed 850 K and the treatment in the second stage is carried out with the at least 20 vol.% oxygen-containing gas stream for up to 15 hours, characterized that a third treatment stage angeschl ossen, in which the catalysts in a largely free of oxidizable materials gas atmosphere containing 15 to 100 vol .-% oxygen, further treated at temperatures between 773 and 1 373 K up to 48 hours and then cooled and optionally reduced. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Gasstrom in der 3. Stufe 20 bis 100 Vol.-% Sauerstoff enthält und die angewendete, auf das Katalysatorvolumen bezogene Gasmenge bis zu 2 500 v/vh, vorzugsweise 10 bis 1 000 v/vh, beträgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the gas stream in the third stage contains 20 to 100 vol .-% oxygen and the applied, based on the catalyst volume amount of gas up to 2 500 v / vh, preferably 10 to 1 000 v / vh, is. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Behandlung in der 3. Stufe bei Temperaturen zwischen 873 und 1 173 K durchgeführt wird.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the treatment is carried out in the third stage at temperatures between 873 and 1 173 K. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Behandlung in der 3. Stufe über einen Zeitraum von maximal 24 Stunden, insbesondere über einen Zeitraum zwischen 0,5 und 12 Stunden, erfolgt.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the treatment in the third stage over a period of a maximum of 24 hours, in particular over a period between 0.5 and 12 hours, takes place. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Behandlung in der 3. Stufe mit Luft, einem Luft-Sauerstoffgemisch oder reinem Sauerstoff bei Temperaturen zwischen 1 073 bis 1 150 K durchgeführt wird.5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the treatment in the third stage with air, an air-oxygen mixture or pure oxygen at temperatures between 1 073 to 1 150 K is performed. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Behandlung in der 3. Stufe bei Temperaturen über 1 150 K, bei einem Sauerstoffpartialdruck von wenigstens 0,1 MPa und in einer im wesentlichen ruhenden Gasatmosphäre durchgeführt wird.6. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the treatment is carried out in the third stage at temperatures above 1 150 K, at an oxygen partial pressure of at least 0.1 MPa and in a substantially static gas atmosphere. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß bei der Durchführung des Verfahrens die Aufheizgeschwindigkeit in den Stufen 100 K/h, vorzugsweise 50 K/h, und die Abkühlgeschwindigkeit 150 K/h, vorzugsweise 75 K/h, nicht übersteigt, und daß bei Temperaturen in der Katalysatorschüttung von unter 425 K in Abwesenheit von kondensierbaren Mengen an Wasserdampf im Regeneriergas aufgeheizt, behandelt oder abgekühlt wird.7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that in the implementation of the method, the heating rate in the steps 100 K / h, preferably 50 K / h, and the cooling rate 150 K / h, preferably 75 K / h, does not exceed , And that is heated at temperatures in the catalyst bed of less than 425 K in the absence of condensable amounts of water vapor in the regeneration gas, treated or cooled. 8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß das Verfahren in einem Schüttbett mit direktem Durchgang des Regenerierstromes durchgeführt wird.8. The method according to claim 1 to 7, characterized in that the method is carried out in a packed bed with direct passage of the Regenerierstromes. 9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß das Verfahren bei vergleichsweise geringem Gehalt der verbrauchten Katalysatoren an kohlenstoffhaltigen bzw. oxydierbaren Ablagerungen in einer flachen, maximal 20 cm, insbesondere maximal 10 cm hohen, bewegten oder stationären Schüttung mit im wesentlichen überstreichendem Gasstrom durchgeführt wird, wobei die Durchführung des Verfahrens in einem Drehrohrofen besonders bevorzugt ist, und in diesem Falle die einzelnen Verfahrensstufen beim Passieren des Katalysators durch den Ofen der Reihe nach durchlaufen werden.9. The method according to claim 1 to 7, characterized in that the method at comparatively low content of the spent catalysts of carbonaceous or oxidizable deposits in a flat, not more than 20 cm, in particular at most 10 cm high, moving or stationary bed with substantially überstreichendem Gas stream is carried out, wherein the implementation of the method is particularly preferred in a rotary kiln, and in this case, the individual process steps when passing the catalyst through the furnace are passed in sequence.
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