DD281079A7 - PROCESS FOR REDUCING NICKEL SIO LOW 2-CATALYSTS - Google Patents

PROCESS FOR REDUCING NICKEL SIO LOW 2-CATALYSTS Download PDF

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DD281079A7
DD281079A7 DD31078787A DD31078787A DD281079A7 DD 281079 A7 DD281079 A7 DD 281079A7 DD 31078787 A DD31078787 A DD 31078787A DD 31078787 A DD31078787 A DD 31078787A DD 281079 A7 DD281079 A7 DD 281079A7
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nickel
reduction
hydrogen
sio
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Wolfgang Lambrecht
Richard Thaetner
Reinhard Geyer
Klaus Ohl
Wolfgang Koegler
Karl-Heinz Bergmann
Horst Baerwald
Wolfgang Rieske
Wilfried Bach
Original Assignee
Leuna Werke Veb
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion von Nickl-SiO2-Katalysatoren, das die Reduktion bei niedrigen Temperaturen, kurzen Reduktionszeiten und geringem Wasserstoffverbrauch gestattet. Erfindungsgemaesz werden die Katalysatorvorgaenger, die einen Nickelgehalt von mindestens 40%, einen SiO2-Gehalt von mindestens 10% sowie ein Nickel-Kohlenstoff-Verhaeltnis von 6 zu 1 bis 100 zu 1 bei einem Porenvolumen von mindestens 1 cm3/g und einer Korngroesze von 3 bis 10 mm aufweisen mit einem Wasserstoffstrom belastet, der bis zu 50% Inertgas enthaelt und vor Eintritt in die Katalysatorschuettung durch eine Schuettung, deren Oberflaeche katalytisch hydrieraktive Metalle der 8. Nebengruppe des PSE enthaelt, geleitet wird. Das Verhaeltnis des Volumens der Formkoerperschuettung zum Katalysatorvolumen betraegt dabei 1 zu 4 bis 8.{Verfahren; Reduktion; Nickel-SiO2-Katalysator; Nickel; SiO2; Nickel-Kohlenstoff-Verhaeltnis; Wasserstoff; Inertgas; Formkoerperschuettung}The invention relates to a process for the reduction of nickel-SiO 2 catalysts, which allows the reduction at low temperatures, short reduction times and low hydrogen consumption. According to the invention, the catalyst precursors having a nickel content of at least 40%, an SiO 2 content of at least 10% and a nickel-carbon ratio of 6 to 1 to 100 to 1 with a pore volume of at least 1 cm 3 / g and a grain size of 3 up to 10 mm loaded with a hydrogen stream containing up to 50% inert gas and before entering the Katalysatorschuettung by a Schuettung whose surface contains catalytically hydrogenation metals of the 8th subgroup of the PSE, is passed. The ratio of the volume of the mold body to the catalyst volume is 1: 4 to 8. {Method; Reduction; Nickel-SiO2 catalyst; Nickel; SiO2; Nickel Carbon Relations; Hydrogen; inert gas; Formkoerperschuettung}

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren für die Reduktion von Nickel-SiO^Katalysatoren, die für eine Reihe von Hydrierreaktionen eingesetzt werden können.The invention relates to an improved process for the reduction of nickel-SiO 2 catalysts, which can be used for a number of hydrogenation reactions.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art Als hydrieraktive Komponente von Nickel-SiO2-Katalysatoren wirkt die Oberfläche des metallischen Nickels. Entscheidend fürAs the hydrogenation-active component of nickel-SiO 2 catalysts, the surface of the metallic nickel acts. Decisive for

die katalytische Aktivität von Nickel-SiOj-Hydrierkaialysatoren ist deshalb die Ausbildung einer großen metallischenThe catalytic activity of nickel-SiO 2 hydrogenation-cell dialyzers is therefore the formation of a large metallic one

Nickeloberfläche bei ihrer Herstellung. Die Ausbildung einer großen metallischen Nickeloberfläche wird durch eine Reihe vonNickel surface during their production. The formation of a large metallic nickel surface is characterized by a series of Faktoren des Herstellungsprozesses der Katalysatoren, wie Füllbedingungen, Zusammensetzung usw., beeinflußt.Factors of the manufacturing process of the catalysts, such as filling conditions, composition, etc., influenced. Ein wichtiger Schritt der Herstellung von Nickel-SiO2-Hydrierkatalysatoren ist die Überführung des Nickels aus der oxidischenAn important step in the production of nickel-SiO 2 hydrogenation catalysts is the conversion of the nickel from the oxidic Form in die metallische Form. Bei der Reduktion der oxidischen Katalysatorvorgänger wird die katalytisch!} Aktivität der Nickel-Shape into the metallic form. In the reduction of the oxidic catalyst precursors, the catalytic activity of the nickel SiOj-Katalysatoren wesentlich beeinflußt und endgültig eingestellt. Ungünstige Reduktionsbedingungen führen zu inaktivenSiOj catalysts significantly influenced and finally adjusted. Unfavorable reduction conditions lead to inactive ones Katalysatoren auch aus Katalysatorvorgängern, die eigentlich alle Voraussetzungen für eine hohe katalytische Aktivität besitzen.Catalysts also from catalyst precursors, which actually have all the prerequisites for a high catalytic activity. Hauptgrund für die ungenügende Aktivität ist dann meist ein unzureichender Reduktionsgrad (Anteil des metallischen Nickels :The main reason for the insufficient activity is then usually an insufficient degree of reduction (proportion of metallic nickel:

am Gesamtnickel des Nickel-SiO2-Katalysators). Die reduzierten Katalysatoren besitzen in diesen Fällen einen zu geringen Anteil jon the total nickel of the nickel-SiO 2 catalyst). The reduced catalysts have in these cases too small a proportion j

an metallischem Nickel und damit an katalytisch wirksamer metallischer Nickeloberfläche.on metallic nickel and thus on catalytically active metallic nickel surface.

Technisch wird die Reduktion üblicherweise mit einem reduzierenden Gas bei hohen Temperaturen (bis 900 K) durchgeführt.Technically, the reduction is usually carried out with a reducing gas at high temperatures (up to 900 K). Nach den bekannten Verfahren wird dazu ein reduzierendes Gas (übliche.waise Wasserstoff) durch eine Schüttung desAccording to the known method is a reducing gas (usual.waise hydrogen) through a bed of

unreduzierten Katalysators geleitet. Relativ kurze Reduktionszeiten sind erforderlich, wenn der Wasserstoff im geraden jpassed unreduced catalyst. Relatively short reduction times are required if the hydrogen is in the straight j

Durchgang durch die Reduktionsanlage geführt wird (DE-AS 1667194). Der wesentliche Nachteil dieser Verfahren besteht jedoch IPassage is passed through the reduction system (DE-AS 1667194). The main disadvantage of these methods, however, is I.

darin, daß ein sehr hoher Wasserstoffverbrauch unvermeidbar ist. Der Wasserstoff kann boim ei imaligen Durchgang durch die jin that a very high hydrogen consumption is unavoidable. The hydrogen can boim an imaligen passage through the j

Reduktionsanhge nur ungenügend genutzt werden.Reduktionsanhge be used insufficiently. Die bekannten Verfahren zur Reduktion von Nickel-SiO2-Katalysatoren unter Kreislaufführung des Wasserstoffs während derThe known methods for the reduction of nickel-SiO 2 catalysts under circulation of the hydrogen during the Reduktion ermöglichen eine wesentlich bessere Nutzung des Wasserstoffs. Der oxidische Katalysatorvorgänger wird bei diesenReduction allows a much better use of hydrogen. The oxide catalyst precursor is in these Verfahren im Wasserstoffstrom aufgeheizt. Der Wasserstoff wird anschließend über Abscheider geleitet, in denen das ,Process heated in a hydrogen stream. The hydrogen is then passed through separators, in which the Reduktionswasser abgetrennt wird. Danach wird der Wasserstoff wieder in den Reduktionsreaktorzurückgefiihrt. Die Ergebnisse ; Reduction water is separated. Thereafter, the hydrogen is returned to the reduction reactor. The results ;

der Reduktion sind be'< diesen Verfahren jedoch nicht befriedigend. Es müssen sahr hohe Reduktionstomperaturen und langehowever, the reduction is not satisfactory for these processes. It must be high reduction temperatures and long

Reduktionszeiten eingehalten werden, um ausreichende Roduktionsgrade zu erzielen. Die Kosten für die Reduktion nach diesenReduction times are met in order to achieve sufficient degrees of reduction. The cost of the reduction according to these Verfahren liegen noch sohr hoch, da wegen der hohen Temperaturen und langen Reduktionszeiten beträchtlicheProcesses are still so high, because of the high temperatures and long reduction times considerable Wasserstoffmengen benötig, werden. Zum Erhalt einer aui reichenden Konzentration an Wasserstoff im Kreislauf muß ständigHydrogen levels are needed. To obtain an aui reaching concentration of hydrogen in the circulation must constantly

ein Teil des Wasserstoffs ausgekreist werden.a part of the hydrogen to be removed.

Um die Effektivität der Reduktion von Nickel-SiO^Katalysatoran zu verbessern, wurde vorgeschlagen, reduktionsforderndeIn order to improve the effectiveness of the reduction of nickel-SiO 2 catalyst, it has been proposed to reduce the reduction Promotoren wie Platin, Palladium oder Silber in den Katalysatorvorgänger einzubringen (SU-PS 1142162).Introducing promoters such as platinum, palladium or silver in the catalyst precursor (SU-PS 1142162). Diese Zusätze ermöglichen zwar eine Absenkung der Reduktionstemperatur und eine Verkürzung der Reduktionszeiten undAlthough these additives allow a reduction in the reduction temperature and a shortening of the reduction times and

damit eine Verringerung des Wasserstoffverbrauches, gleichzeitig ist jedoch eine enorme Verteuerung der Katalysatoren und eine Abnahme der katalytischen Aktivität die Folge.thus a reduction in hydrogen consumption, but at the same time an enormous increase in the cost of catalysts and a decrease in catalytic activity is the result.

Der Wasserstoffverbrauch kann auch dadurch gesenkt werden, daß Wasserstoff bei der Reduktion durch organischeThe hydrogen consumption can also be reduced by the fact that hydrogen in the reduction by organic Verbindungen wie Phenole, höhere Alkohole und Paraffine (CtJ-C26) ersetzt wird und bei Reduktionstemperaturen bis etwaCompounds such as phenols, higher alcohols and paraffins (CtJ-C 26 ) is replaced and at reduction temperatures to about

1100K gearbeitet wird (GB-PS 2013516, S1J-PS 774584). Die katalytische Aktivität der Nickel-SiOj-Katalysatoren ist nach einer solchen Reduktion infolge starker Sinterung des Nickels und Ablagerungen von Kohlenstoff auf dem Katalysator unbefriedigend.1100K is worked (GB-PS 2013516, S 1 J-PS 774584). The catalytic activity of the nickel-SiO 2 catalysts is unsatisfactory after such reduction due to heavy sintering of the nickel and deposition of carbon on the catalyst.

Die Kosten der Reduktion können durch diese Verfahren nicht gesenkt werden.The cost of the reduction can not be reduced by these methods. Zur Senkung der Reduktionstemperatur und der Reduktionszeit wurde weiterhin vorgeschlagen, dan Katalysator bei niedrigenTo reduce the reduction temperature and the reduction time was also proposed, dan catalyst at low Temperaturen teilweise zu reduzieren und anschließend dem Wasserstoff Komponenten zuzumischen, die mit dem WasserstoffPartial reduce temperatures and then mix the hydrogen components with the hydrogen

unter Wärmeentwicklung am Katalysator reagieren. Durch die exotherme Reaktion wird eine Aufheizung des KaU lysatorbettes und dabei weitgehende Reduktion des Nickels erreicht. Als exotherme Reaktionen kommen die Hydrierung von Olefinen (C2 bisreact under heat on the catalyst. Due to the exothermic reaction heating of the KaU lysatorbettes and thereby achieving substantial reduction of the nickel is achieved. As exothermic reactions come the hydrogenation of olefins (C 2 to

C20) und aromatischen Kohlenwasserstoffen (C6 bis C20) in Frage (GB-PS 1574389).C 20 ) and aromatic hydrocarbons (C 6 to C 20 ) in question (GB-PS 1574389).

Allen diesen Verfahren ist gemeinsam, daß es mit hohem apparativen Aufwand (Dosierung und Verdampfung flüssiger Zrsatzstoffe, Abtrennung flüssiger Reaktionsprodukte aus dem Gasstrom) zwar gelingt, die Temperatur des Kreislaufgases am Eingang der Reaktoren zu senken (geringer Heizaufwand), der Wasserstoffverbrauch und die Kosten der Reduktion insgesamt sind sehr hoch und können mit diesen Verfahren keineswegs gesenkt werden. Die Reduktion der Katalysatorschüttung erfolgt außerdem nicht gleichmäßig, da die Reaktions Reduktionstemperaturen am Eingang der Katalysatorschüttung am höchsten sind und die Steuerung der exothermen Reaktion große Probleme bereitet.All these methods have in common that it is possible with high equipment cost (dosing and evaporation of liquid Zrsatzstoffe, separation of liquid reaction products from the gas stream), to reduce the temperature of the cycle gas at the entrance of the reactors (low heating costs), the hydrogen consumption and the cost of Total reductions are very high and can by no means be reduced with these methods. The reduction of the catalyst bed is also not uniform, since the reaction reduction temperatures at the entrance of the catalyst bed are highest and the control of the exothermic reaction causes great problems.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Reduktion von Nickel-SiO2-Hydrierkataiysatoren zu finden, das es gestattet, bei geringem Aufwand und geringem Wasserstoffeinsatz Katalysatoren mit hoher Aktivität zu gewinnen.The aim of the invention is to find an improved process for the reduction of nickel-SiO 2 -Hydrierkataiysatoren, which allows to win at low cost and low hydrogen input catalysts with high activity.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Reduktion von Nickel-SiO2-Hydrierkatalysatoren zu entwickeln, das es ermöglicht, die Reduktionstemperatur und die Reduktionszeit zu senken, ohne Zusatzstoffe in den Wasserstoff kreislauf zu dosieren und bei vermindertem Wasserstoffverbrauch Katalysatoren mit hohem Reduktionsgrad und hoher katalytischer Aktivität zu gewinnen.The invention has for its object to develop a method for the reduction of nickel-SiO 2 hydrogenation catalysts, which makes it possible to reduce the reduction temperature and the reduction time, without metering additives in the hydrogen cycle and at reduced hydrogen consumption catalysts with high degree of reduction and to gain high catalytic activity.

Diese Aufgabe wird gelöst, indem der in der Kreislaufreduktionsapparatur erfindungsgemäß eingesetzte Katalysatorvorgänger, der durch gemeinsame Fällung von Nickel und SiCVTräger gewonnen wurde, einen Nickelgehalt von mindestens 40 Masseanteilen in % und einen SiO2-Gehalt von 10 bis 20 Masseanteilen in % sowie ein Masseverhältnis von Nickel zu Kohlenstoff von β zu 1 bis 100 zu 1 aufweist, wobei der Kühlenstoff chemisch gebunden in Nickelsalzen kohlenstoffhaltiger Säuren mit maximal 2 Kohlenstoffatomon im Molekül vorliegt, der Katalysatorvorgänger ein Porenvolumen von mindestens 1 ,OcmVg und eine Korngröße von 3 bis 10 mm aufweist, der Ka :alysatorvorgänger mit einem Wasserstoffstrom von mindestens 500, vorzugsweise 500 bis 1000 V/Vh, belastet wird, der vor Eintritt in die Schüttung des Katalysatorvorgängers durch eine Schüttung von Formkörpern, deren äußere Oberfläche mit katalytisch hydrieraktiven Metallen der 8. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente belegt ist, geleitet wird, das Verhältnis des Volumens dieser hydrieraktiven Formkörperschüttung zum Volumen der zu reduzierenden Katalysatorvorgängerschüttung 1 zu 4 bis 8 beträgt und der Wasserstoff bis zu 50% (Vol.) Inertgas enthalten kann.This object is achieved by the catalyst precursor used in the cycle reduction apparatus according to the invention, which was obtained by co-precipitation of nickel and SiCV carrier, a nickel content of at least 40 parts by mass in% and a SiO 2 content of 10 to 20 parts by mass in% and a mass ratio of Having nickel to carbon of β to 1 to 100 to 1, wherein the coolant is chemically bonded in nickel salts of carbonic acids having a maximum of 2 carbon atoms in the molecule, the catalyst precursor has a pore volume of at least 1, OcmVg and a grain size of 3 to 10 mm, the Ka: alysatorvorgängger with a hydrogen flow of at least 500, preferably 500 to 1000 V / Vh, is charged, before entering the bed of catalyst predecessor by a bed of moldings whose outer surface with catalytic hydrogenation-active metals of the 8th subgroup of the Periodic Table of the Elements bele gt is passed, the ratio of the volume of this hydrogenation-active shaped bed to the volume of the catalyst precursor bed to be reduced is 1 to 4 to 8 and the hydrogen may contain up to 50% (vol.) Inert gas.

Wesentlich ist, daß ein ausreichend hoher Anteil des Nickels im Katalysatorvorgänger an kohlenstoffhaltige Säuren, wie z. B. Ameisensäure oder Oxalsäure gebunden ist. Weiterhin ist von entscheidender Bedeutung für die durch das erfindungsgemäße Verfahren erreichbaren Effekte, daß die Formkörperschüttung, die der Wasserstoff vor Eintritt in die zu reduzierende Katalysatorschüttung durchströmt, eine hohe hydrieraktive Wirkung zeigt. Die hydrieraktive Wirkung der Formkörperschüttung wird insbesondere dadurch erreicht, daß man auf die Formkörper Platin oder Palladium in Mengen von 0,1 bis etwa 0,5 Masseanteilen in % aufb. injt, anschließend reduziert und/oder Nickel in reduzierter und feinverteilter Form in Mengen von 5 bis 30 Masseanteilen in % zusetzt. Die hydrieraktiven Komponenten müssen an der äußeren Oberfläche der Formkörper angereichert sein. Günstig ist es, wenn die Formkörperschüttung möglichst nahe an der zu reduzierenden Schüttung angeordnet wird. Die Reduktionstemperaturen müssen oberhalb von 550K liegen.It is essential that a sufficiently high proportion of the nickel in the catalyst precursor to carbonaceous acids such. As formic acid or oxalic acid is bound. Furthermore, it is of crucial importance for the effects achievable by the process according to the invention that the shaped-body bed, which flows through the hydrogen before it enters the catalyst bed to be reduced, has a high hydrogenation-active activity. The hydrogenation-active action of the shaped body packing is achieved in particular by adding to the moldings platinum or palladium in amounts of from 0.1 to about 0.5 parts by weight in%. then reduced and / or added nickel in reduced and finely divided form in amounts of from 5 to 30 parts by weight in%. The hydrogenation-active components must be enriched on the outer surface of the moldings. It is advantageous if the shaped-body packing is arranged as close as possible to the bed to be reduced. The reduction temperatures must be above 550K.

Bei Einhaltung der vorgeschriebenen Bedingungen wird eine wesentliche Senkung der erforderlichen Reduktionstemperatur und der erforderlichen Reduktionsdauer erreicht. Dadurch ist eine beträchtliche Wasserstoffeinsparung möglich. Da im Gegensatz zu den bekannten Verfahren mit exothermer Reaktion beim erfindungsgemäßen Verfahren kein zusätzlicher Wasserstoffverbrauch für die exotherme Reaktion erforderlich ist, kann der Wasserstoffverbrauch weit unter die üblichen Verbrauchszahlen gesenkt werden. Die bei den bekannten Verfahren gebildeten Nebenprodukte wie z. B. Methan bei der Demethylierung (US-PS 3178373) machen es erforderlich, ständig große Mengen an Wasserstoff aus dem Kreislauf auszuschleusen, um ein starkes Absinken der Wasserstoffkonzentration zu vermeiden. Nur bei hohen Wasserstoffkonzentrationen erfolgt eine ausreichende Reduktion der Katalysatoren. Die Vermeidung solcher Ausschleusverluste und der Einsatz von Wasserstoff mit bis zu 50% (Vol.) Inertgas ermöglichen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren hohe Wasserstoffeinsparung. Da außerdem eine Ablagerung von Verunreinigungen aus den Zusatzstoffen oder Verkoken der Katalysatoroberfläche beim erfindungsgemäßen Verfahren ausgeschlossen ist, werden Katalysatoren mit hoher katalytischer Aktivität erreicht. Die Mehrkosten für den Aufwand an hydrieraktiven Komponenten auf den Formkörpern sind gering, da die Formkörperschüttung für eine große Anzahl von Reduktionsvorgängen genutzt werden kann.In compliance with the prescribed conditions, a substantial reduction in the required reduction temperature and the required reduction time is achieved. This allows a considerable saving of hydrogen. Since, in contrast to the known processes with exothermic reaction in the process according to the invention no additional hydrogen consumption for the exothermic reaction is required, the hydrogen consumption can be reduced well below the usual consumption figures. The by-products formed in the known methods such. For example, methane in the demethylation (US Patent 3,178,373) make it necessary to constantly discharge large amounts of hydrogen from the circulation in order to avoid a strong decrease in the hydrogen concentration. Only at high hydrogen concentrations is a sufficient reduction of the catalysts. The avoidance of such discharge losses and the use of hydrogen with up to 50% (vol.) Inert gas allow in the inventive method high hydrogen savings. Since the deposition of impurities from the additives ode r coking of the catalyst surface in the inventive method is also excluded, catalysts are obtained with high catalytic activity. The additional costs for the expenditure of hydrogenation-active components on the moldings are low, since the moldings can be used for a large number of reduction processes.

Ausführungsbeispieleembodiments

Für alle Beispiele wurde folgende Versuchsanlage eingesetzt: Über eine in einem beheizbaren Reduktionsbehälter befindliche Schüttung des Katalysatorvorgängers konnte wahlweise ein Wasserstoffstrom oder ein Stickstoffstrom geleitet werden. Der Wasserstoff konnte vor Eintritt in die zu reduzierende Katalysatorschüttung wahlweise durch eine hydrieraktive Formkörperschüttung geleitet werden. Am Ausgang des Reduktionsbehälters konnte der Gasstrom entweder abgeblasen oder durch ein Gebläse in den Eingang des Reduktionsbehälters zurückgeführt werden. Bei Setrieb des Kreislaufes mit Wasserstoff konnte mit Hilfe eines kontinuierlichen Meßverfahrens die Wasserstoffkonzentration im Kreislauf am Ein- und Ausgang des Reduktionsbehälters gemessen werden. Außerdem bestand die Möglichkeit, einen Teil des Kreislaufgases nach Verlassen des Reduktionsbehälters aus dem Kreislauf auszuweisen und am Eingang des Reduktionsbehälters reinen Wasserstoff in den Kreislauf zu führen. Während der Versuche wurde die Wasserstoffkonzentration im Kreislauf konstant bei mindestens 95% (Vol.) gehalten (Beispiel 1) oder auf etwa 70% (Vol.) eingestellt (Beispiel 2).The following pilot plant was used for all examples: A hydrogen stream or a stream of nitrogen could optionally be passed through a bed of the catalyst precursor present in a heatable reduction tank. The hydrogen could be passed before entering the catalyst bed to be reduced optionally through a hydrogenation-active shaped bed of bulk material. At the outlet of the reduction tank, the gas stream could either be blown off or returned by a blower into the inlet of the reduction tank. When operating the circuit with hydrogen, the hydrogen concentration in the circulation at the inlet and outlet of the reduction tank could be measured by means of a continuous measuring method. It was also possible to identify a part of the cycle gas after leaving the reduction tank from the circulation and to lead at the entrance of the reduction tank pure hydrogen in the circulation. During the experiments, the hydrogen concentration in the circulation was kept constant at at least 95% (vol.) (Example 1) or adjusted to about 70% (vol.) (Example 2).

Nach Abschluß der Reduktion wurden die Katalysatoren in bekannter Weise mit einem sauerstoffhaltigen Stickstoffstrom stabilisiert, so daß die Proben an Luft handhabbar waren.After completion of the reduction, the catalysts were stabilized in a known manner with an oxygen-containing nitrogen stream, so that the samples were manageable in air.

Die redt tierten und stabilisierten Proben wurden hi !sichtlich ihres Gehaltes an metallischem Nickel und ihrer katalytischen Aktivität untersucht.The treated and stabilized samples were examined for their content of metallic nickel and their catalytic activity.

Die katalytische Aktivität wurde für die Hydrierung von Phenol zu Cyclohexanol gemessen. In einem speziellen Reaktor wurden 30ml der jeweiligen Probe im Wasserstoffstrom eine Stunde bei 453 K aktiviert (Aufhebung der Stabilisierung). Anschließend wurden bei 413K 200I Wasserstoff und 100ml eines Gemisches aus Phenol und Cyclohexanol (50%/50%) jo Stunde über den Katalysator geleitet. Der Phenolumsatz wurde stündlich bestimmt.The catalytic activity was measured for the hydrogenation of phenol to cyclohexanol. In a special reactor, 30 ml of the respective sample were activated in hydrogen flow for one hour at 453 K (suspension of stabilization). Then, at 413K, 200 l of hydrogen and 100 ml of a mixture of phenol and cyclohexanol (50% / 50%) were passed over the catalyst for one hour. Phenol conversion was determined hourly.

Beispiel 1 {Vergleichsbeispiel)Example 1 {Comparative Example) Ein Nickel-SiO2-Katalysatorvorgänger mit einem Nickelgehalt von 36,2 Massoanteilen in % und einem SiO2-Gehalt vonA nickel-SiO 2 catalyst precursor with a nickel content of 36.2 mass% in% and an SiO 2 content of

9,1 Masseanteilen in % sowie einem Verhältnis von Nickel zu Kohlenstoff von 121:1, einem Porenvolumen von 0,38 cm3/g und einer Korngröße über 10mm wurdo in der Reduktionsapparatur reduziert. Dabei wurde die hydrieraktive Formkörperschüttung nicht in den Wasserstoffkreislauf einbezogen. Die Reduktion erfolgte unter den in Tabelle 1 angegebenen Bedingungen und einer !^-Konzentration im Kreislauf von mindestens 95% (Vol.).9.1 mass fractions in% and a ratio of nickel to carbon of 121: 1, a pore volume of 0.38 cm 3 / g and a grain size above 10 mm wurdo reduced in the reduction apparatus. The hydrogenation-active shaped bed was not included in the hydrogen cycle. The reduction was carried out under the conditions given in Table 1 and a concentration in the circulation of at least 95% (vol.).

Tabelle 1Table 1 Reduktionstemp.(K) 643 603Reduction temperature (K) 643 603 Reduktionsdauer (h) 10 5Reduction time (h) 10 5 Gehaltan metallischem Nickel (%) 32 12Content of metallic nickel (%) 32 12 Umsatz Phenolhydrierung (%) 88 21Conversion of phenol hydrogenation (%) 88 21 Die bei 603K und 5h erhaltenen Ergebnisse sind völlig unbefriedigend.The results obtained at 603K and 5h are completely unsatisfactory. Beispiel 2 (erfindungsgemäßes Beispiel)Example 2 (Inventive Example) Ein Nickel-SiOj-Katalysatorvorgänger mit einem Nickelgehalt von 43,6 Masseanteilen in % und einem SiO2-Gehalt vonA nickel-SiOj catalyst precursor with a nickel content of 43.6 mass% and a SiO 2 content of

10,7 Masseanteilen in % sowie einam Verhältnis von Nickel zu Kohlenstoff von 38:1, einem Porenvolumen von 1,19 cmVg und einer Korngröße von 3 bis 5mm wurde in der Versuchsanlage reduziert. In den Wasserstoffkreislauf wurde die hydrieraktive10.7 mass% and 38: 1 ratio of nickel to carbon, a pore volume of 1.19 cmVg and a grain size of 3 to 5mm were reduced in the pilot plant. In the hydrogen cycle was the hydrogenation

Formkörperschüttung mit einem Nickelgehalt von 15 Masseanteilen in % einbezogen. Das Verhältnis des Volumens derShaped body with a nickel content of 15 parts by mass in% included. The ratio of the volume of Formkörperschüttung zum Volumen der zu reduzierenden Katalysatorvorgängerschüttung betrug 1:7. Die (^-Konzentration lagFormkörperschüttung to the volume of catalyst precursor bed to be reduced was 1: 7. The (^ concentration was

bei etwa 70% (Vol.).at about 70% (vol.).

In Tabelle 2 sind die Reduktionsbedingungen und die Werte für den erreichten metallischen Nickelgehalt und die katalytischeTable 2 shows the reduction conditions and the values for the metallic nickel content reached and the catalytic Aktivität zusammengestellt.Activity compiled. Tabelle 2Table 2 Reduktionstemp. (K) 603Reduktionstemp. (K) 603 Reduktionsdauer (h) 5Reduction time (h) 5 Gehalt an metallischem Nickel (%) 41Content of metallic nickel (%) 41 Umsatz Phenolhydrierung (%) 94Conversion of phenol hydrogenation (%) 94 Der Wasserstoffverbrauch lag um 55% niedriger als im Beispiel 1.The hydrogen consumption was 55% lower than in Example 1.

Ein Vergleich der Beispiele 1 und 2 zeigt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Reduktionsergebnisse bai wesentlich niedrigerer Reduktionstemperatur und geringerer Reduktionsdauer deutlich besser sind, obwohl nur etwa 50% des Wasserstoffs verbraucht wurden.A comparison of Examples 1 and 2 shows that with the inventive method, the reduction results bai significantly lower reduction temperature and shorter reduction time are much better, although only about 50% of the hydrogen was consumed.

Beispiel 3 (erfindungsgemäßas Beispiel)Example 3 (Example according to the invention) Ein Nickel-Si02-Katalysatorvorgänger mit einem Nickelgehalt von 40,7 Masseanteilen in % und einem SiO2-Gehalt vonA nickel-Si0 2 catalyst precursor with a nickel content of 40.7 mass% and an SiO 2 content of

16,6 Masseanteilen in % sowie einem Masseverhältnis von Nickelzu Kohlenstoff von 100:1, einem Porenvolumen von 1,03cm3/g und einer Korngröße von 3 bis 5mm wurde in der Versuchsanlage reduziert. In den Kreislauf dos wasserstoffhaltigen16.6 mass fractions in% and a mass ratio of nickel to carbon of 100: 1, a pore volume of 1.03 cm 3 / g and a grain size of 3 to 5 mm were reduced in the pilot plant. In the cycle of hydrogen-containing

Reduktionsgases wurde eine hydrieraktive Formkörperschüttung mit einem Platingehalt von 0,1 Masseanteilen in % einbezogen.Reduction gas was included in a hydrogenation-active shaped bed with a platinum content of 0.1 mass%. Das Verhältnis des Volumens der Formkörperschüttung zum Volumen der zu reduzierenden KatalysatorvorgängerschüttungThe ratio of the volume of the shaped bed to the volume of the catalyst precursor bed to be reduced

betrug 1:4. Der Gehalt an Wasserstoff im Kreislaufreduktionsgas wurde bei 50% (Vol.) gehalten.was 1: 4. The content of hydrogen in the cycle reducing gas was kept at 50% (vol.).

In Tabelle 3 sind die Reduktionsbedingungen und die Werte für die erreichten metallischen Nickelgehalte und die katalytis'Table 3 shows the reduction conditions and the values for the metallic nickel contents achieved and the catalytic properties. Aktivität zusammengestellt.Activity compiled. Tabelle 3Table 3 Katalysatorbelastung mit Reduktionsgas (V/vh) 600Catalyst load with reducing gas (V / vh) 600 Reduktionstemp. (K) 603Reduktionstemp. (K) 603 Reduktionsdauer (h) 5Reduction time (h) 5 Gehalt an metallischem Nickel (%) 40Content of metallic nickel (%) 40 Umsatz Phenolhydrierung (%) 92Conversion of phenol hydrogenation (%) 92 Der Wasserstoffverbrauch lag um etwa 60% niedriger als im Beispiel 1 bei der erforderlichen Reduktionstemperatur von 643 K.The hydrogen consumption was about 60% lower than in Example 1 at the required reduction temperature of 643 K. Beispiel 4 (erfindungsgemäßes Beispiel)Example 4 (Inventive Example)

Ein Nickel-SiO2-Kataly3atorvorgänger mit einem Nickelgehalt von 48,9 Masseanteilen in % und einem SiO2-Gehalt von 10,2 Masseanteilen in % sowie einem Masseverhältnis von Nickel zu Kohlenstoff von 6:1, einem Porenvolumen von 1,38 cmVg und einer Korngröße von 5 bis 10mm wurde in der Versuchsanlage reduziert. In den Kreislauf des wasserstoffhaltigen Reduktionsgases wurde eine hydrieraktive Formkörperschüttung mit einem Nickelgehalt von 0 Massnanteilen in % einbezogen. Das Verhältnis des Volumens der Formkörperjchüttung zum Volumen der zu reduzierenden Katalysatorvcrgängerschüttuny betrug 1:8. Der Gehalt an Wasserstoff im Kreislaufrsduktionsgas wurde 50% eingestellt. In Tabelle 4 sind die Reduktionsergebnisse zusammengestellt.A nickel-SiO 2 catalyst precursor with a nickel content of 48.9 mass% and an SiO 2 content of 10.2 mass% and a mass ratio of nickel to carbon of 6: 1, a pore volume of 1.38 cmVg and a grain size of 5 to 10mm was reduced in the pilot plant. In the cycle of the hydrogen-containing reducing gas, a hydrogenation-active shaped charge having a nickel content of 0% by weight was included. The ratio of the volume of the molding material bulk to the volume of the catalyst shell to be reduced was 1: 8. The content of hydrogen in the Kreislaufrsduktionsgas was adjusted to 50%. Table 4 summarizes the reduction results.

Tabelle 4Table 4 Katalysatorbelastung mit Reduktionsgas (V/vh) 500 1000Catalyst load with reducing gas (V / vh) 500 1000 Reduktionstemp.(K) 603 550Reduction Temp. (K) 603 550 Reduktionsdauer (h) a 8Reduction time (h) a 8 Gehaltan metallischem Nickel (%) 50,3 37Content of metallic nickel (%) 50.3 37 Umsatz Phenolhydrierung (%) 96 90Conversion of phenol hydrogenation (%) 96 90

Der Wasserstoffverbrauch lag um etwa 70% niedriger als im Beispiel 1 bei der erforderlichen Reduktionstemperatur von 643 K. Ein Vergleich der Beispiele 1 bis 4 zeigt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Roduktionsergebnisse bei wesentlich niedrigeren Reduktionstemperaturen und geringer Reduktionsdauer dwutüch besser sind als bei der bekannten Verfahrensweise, obwohl weniger als 50% des bisher erforderlichen Wasseistoffes verbraucht wird.The hydrogen consumption was about 70% lower than in Example 1 at the required reduction temperature of 643 K. A comparison of Examples 1 to 4 shows that the Roduktionsergebnisse with significantly lower reduction temperatures and shorter reduction time dwutüch are better than in the known method with the inventive method Procedure, although less than 50% of the previously required Wasseistoffes is consumed.

Claims (1)

Patentanspruch: !Claim:! Verfahren zur Reduktion von Nickel-SiO2-Hydrierkatalysatoren in einem Wasserstoff kreislauf, dadurch gekennzeichnet, daß der eingesetzte Katalysatorvorgänger einen Nickelgehalt von mindestens jA process for the reduction of nickel-SiO 2 -Hydrierkatalysatoren in a hydrogen cycle, characterized in that the catalyst precursor used a nickel content of at least j 40 Masseanteilen in % und einen SiO2-Gehalt von mindestens 10 Masseanteile in % sowie ein j40% by weight in% and a SiO 2 content of at least 10% by weight in% and a j Masseverhältnis von Nickel zu Kohlenstoff von 6 zu 1 bis 100:1 aufweist, wobei der Kohlenstoff chemisch gebunden in Nickelsalzen kohlenstoffhaltiger Säuren mit maximal 2 Kohlenstoffatomen im Molekül vorliegt, der Katalysatorvorgänger ein Porenvolumen von mindestens 1,0cm3/g und eine ; Mass ratio of nickel to carbon of 6 to 1 to 100: 1, wherein the carbon is chemically bonded in nickel salts of carbonic acids having a maximum of 2 carbon atoms in the molecule, the catalyst precursor has a pore volume of at least 1.0cm 3 / g and a ; Korngröße von 3 bis 10 mm aufweist, der Katalysatorvorgänger mit einem Wasserstoffstrom, der bis zu 50% (Vol.) Inertgas enthalten kann, belastet wird, der vcr Eintritt in die Schüttung des Katalysatorvorgängers durch eine Schüttung von Formkörpern, deren äußere Oberfläche mit IGrain size of 3 to 10 mm, the catalyst precursor with a hydrogen stream, which may contain up to 50% (vol.) Of inert gas is charged, the entry into the bed of the catalyst precursor by a bed of moldings whose outer surface with I katalytisch hydrieraktiven Metallen der 8. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente belegt ist, geleitet wird, das Verhältnis des Volumens dieser hydrieraktiven Formkörperschüttung zum Volumen der zu reduzierenden Katalysatorvorgängerschüttung 1 zu 4 bis 8 beträgt.is catalytically hydrogenated metals of the 8th subgroup of the Periodic Table of the Elements, is passed, the ratio of the volume of this hydrogenation-active shaped bed to the volume of the catalyst precursor bed to be reduced 1 to 4 to 8.
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