DE102004040522A1 - Acidic tungsten-containing catalyst - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines vorzugsweise geformten Katalysators, umfassend (a) intensives Vermischen bzw. Verkneten mindestens einer Zirkonoxid- und/oder -hydroxidkomponente, mindestens einer Aluminiumoxid- und/oder -hydroxidkomponente sowie einer wolframhaltigen Komponente; (b) Formen des Gemisches; (c) Calcinierung bei Temperaturen über 700 DEG C, insbesondere über 800 DEG C. Beschrieben wird weiterhin ein nach diesem Verfahren erhältlicher Katalysator sowie dessen Verwendung, insbesondere zur Isomerisierung von Kohlenwasserstoffen.The invention relates to a process for preparing a preferably shaped catalyst, comprising (a) intensive mixing or kneading at least one zirconium oxide and / or hydroxide component, at least one aluminum oxide and / or hydroxide component and a tungsten-containing component; (b) shaping the mixture; (c) Calcination at temperatures above 700 ° C., in particular above 800 ° C. A catalyst obtainable by this process and its use, in particular for the isomerization of hydrocarbons, are also described.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators, insbesondere zur heterogenen Katalyse von säurekatalysierten Reaktionen, einen nach diesem Verfahren erhältlichen, vorzugsweise geformten Katalysator sowie dessen Verwendung.The Invention relates to a process for the preparation of a catalyst, in particular for the heterogeneous catalysis of acid-catalyzed reactions, one obtainable by this method, preferably shaped catalyst and its use.
Im Stand der Technik sind eine Reihe von sauren oxidischen Zr- und/oder W-Katalysatoren bekannt. Viele dieser Katalysatoren werden unter anderem zur Isomerisierung von Paraffinen, insbesondere Leichtparaffinen, nach herkömmlichen Raffinerieprozessen verwendet.in the The prior art is a series of acidic oxide Zr and / or W catalysts known. Many of these catalysts are used for isomerization of paraffins, in particular light paraffins, according to conventional Refinery processes used.
Beispielsweise betrifft die WO 95/03121 einen modifizierten oxidischen Katalysator, der insbesondere zur Isomerisierung von C4- zu C8-Paraffinen verwendet wird.For example, WO 95/03121 relates to a modified oxidic catalyst which is used in particular for the isomerization of C 4 to C 8 paraffins.
Bei
den dort beispielsweise beschriebenen Zirkonoxid/Wolframoxid-Katalysatoren
handelt es sich um pulverförmige,
imprägnierte
Katalysatoren. In späteren
Druckschriften, wie der
Es besteht jedoch ein ständiger Bedarf nach sauren wolframhaltigen Katalysatoren, die eine hohe Selektivität und eine hohe Aktivität bei guter Standzeit aufweisen, und entsprechenden Verfahren zur Herstellung solcher Katalysatoren.It However, there is a permanent one Need for acidic tungsten-containing catalysts that a high selectivity and a high activity have good service life, and corresponding methods for Preparation of such catalysts.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.These The object is achieved by the method according to claim 1.
So wurde überraschend gefunden, dass durch intensives Vermischen bzw. Verkneten einer Zirkonoxid- und/oder -hydroxidkomponente, einer Aluminiumoxid und/oder -hydroxidkomponente sowie einer wolframhaltigen Komponente und anschließendes gemeinsames Formen und Calcinieren der Mischung besonders aktive und selektive Katalysatoren erzeugt werden können, die einen hohen Produktumsatz ermöglichen.So was surprising found that by intensive mixing or kneading a Zirconium oxide and / or hydroxide component, an alumina and / or Hydroxide component and a tungsten-containing component and then common Forming and calcining the mixture is particularly active and selective Catalysts can be generated which enable high product sales.
Es wurde weiterhin gefunden, dass dabei die gemeinsame Calcinierung der vorstehenden Komponenten von entscheidender Bedeutung ist. So zeigt ein Katalysator, bei dem die Aluminiumoxid- und/oder -hydroxidkomponente erst nach der Calcinierung des Katalysators in herkömmlicher Weise als Binder zugesetzt wird, keine bzw. eine geringere Aktivität.It was further found to be doing the common calcination the above components is of crucial importance. So shows a catalyst in which the alumina and / or hydroxide component only after the calcination of the catalyst in conventional As a binder is added, no or a lower activity.
Weiterhin
wurde gefunden, dass bei der Verwendung einer frisch co-präzipitierten W-oxid/Zr-oxid-Komponente,
die gemäß der
Somit wurde überraschend gefunden, dass die Al-Komponente auf Zr-oxid/W-oxid, insbesondere bezüglich der Aktivität und Selektivität des Katalysators bei der Isomerisierung von Kohlenwasserstoffen einen unerwartet starken Einfluss hat, und zwar in Abhängigkeit vom Zeitpunkt der Zugabe der Al-Komponente. Selbst das Verhältnis der Aktivitäten bei Verwendung einer co-präzipitierten W-oxid/Zr-oxid-Komponente im Vergleich zu einem Katalysator, der aus isolierten W- und Zr-Komponenten hergestellt wird, kehrt sich in Anwesenheit der Al-Komponente um, so dass durch Zugabe der Al-Komponente zu den isolierten W- und Zr-Komponenten der bezüglich Aktivität und Selektivität beste Katalysator erhalten wird.Consequently was surprising found that the Al component on Zr oxide / W oxide, in particular in terms of the activity and selectivity of the catalyst in the isomerization of hydrocarbons has an unexpectedly strong influence, depending on from the time of addition of the Al component. Even the ratio of activities when using a co-precipitated W oxide / Zr oxide component compared to a catalyst, the made of isolated W and Zr components, turns in the presence of the Al component, so that by adding the Al component to the isolated W and Zr components the re activity and selectivity best catalyst is obtained.
Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Wirkung der Al-Komponente über die herkömmliche Binderwirkung bei der Formung des Katalysators hinausgeht und die aktiven Zentren des Zr-oxid/W-oxid positiv beeinflusst werden.These Results suggest that the effect of the Al component over the conventional Binder effect goes out in the formation of the catalyst and the active centers of Zr oxide / W oxide are positively influenced.
Als Zr-haltige Komponente kann insbesondere Zirkonoxid bzw. Zirkonhydroxid oder deren Gemisch verwendet werden. Als Al-Komponente kann insbesondere Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid oder deren Gemisch eingesetzt werden.When Zr-containing component may in particular zirconium oxide or zirconium hydroxide or their mixture can be used. In particular, as an Al component Alumina, aluminum hydroxide or a mixture thereof are used.
Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbaren wolframhaltigen Komponenten sind dem Fachmann geläufig und umfassen insbesondere, ohne hierauf beschränkt zu sein, Wolframatsalze. Besonders vorteilhafte Ergebnisse werden bei der Verwendung von Metawolframat als wolframhaltiger Komponente erzielt.The tungsten-containing components which can be used in the context of the present invention are familiar to the person skilled in the art and, in particular, include, but are not limited to, tungstate salts. Especially beneficial results are achieved with the use of metatungstate as the tungsten-containing component.
Die Formung des Gemischs aus der Zirkonoxid- und/oder -hydroxid-Komponente, der Aluminiumoxid- und/oder -hydroxidkomponente so wie der wolframhaltigen Komponente erfolgt vorzugsweise unter herkömmlicher Extrusion des Gemisches, wobei die bevorzugte Größe und Form des Extrudates frei gewählt werden kann.The Forming the mixture of the zirconium oxide and / or hydroxide component, the alumina and / or hydroxide component as well as the tungsten-containing component preferably under conventional Extrusion of the mixture, with the preferred size and shape of the extrudate freely selected can be.
Es sind jedoch auch andere, dem Fachmann geläufige Vorrichtungen zum Formen des vorstehenden Gemisches im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar.It However, other, known to those skilled devices for molding of the above mixture in the context of the present invention conceivable.
Die gemäß Schritt b) von Anspruch 1 erhaltenen geformten Mischungen werden bei verhältnismäßig hohen Temperaturen über etwa 700°C, insbesondere über etwa 800°C, calciniert. Übliche Calcinierzeiten bewegen sich zwischen etwa 1 und etwa 5 Stunden. Dabei besteht selbstverständlich eine Wechselwirkung zwischen der Calciniertemperatur und der Calcinierzeit derart, dass bei höheren Calciniertemperaturen eine kürzere Calcinierzeit ausreichend sein kann, und umgekehrt.The according to step b) molded mixtures obtained from claim 1 are at relatively high Temperatures above about 700 ° C, especially about about 800 ° C, calcined. usual Calcination times range between about 1 and about 5 hours. It goes without saying an interaction between the calcination temperature and the calcination time such that at higher Calcining temperatures a shorter one Calcining time may be sufficient, and vice versa.
Es wurde gefunden, dass verhältnismäßig hohe Calciniertemperaturen über etwa 700°, insbesondere über etwa 800 bis etwa 890°C, vorzugsweise bis etwa 850°C, besonders vorteilhafte Katalysatoren ergeben.It was found to be relatively high Calcining over about 700 °, especially about about 800 to about 890 ° C, preferably up to about 850 ° C, give particularly advantageous catalysts.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält der Katalysator weiterhin eine Hydrier-/Dehydrierkomponente. Diese ist vorzugsweise in einer Menge zwischen etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des (fertigen) Katalysators, vorhanden.To a particularly preferred embodiment of the present invention the catalyst further comprises a hydrogenation / dehydrogenation component. These is preferably in an amount between about 0.001% by weight to about 5% by weight, based on the total weight of the (finished) catalyst, available.
Nach einer vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst die Hydrier/Dehydrierkomponente eine Metallkomponente aus den Gruppen VIII, IX und X des Periodensystems. Besonders bevorzugt sind Edelmetalle, wie Platin und Palladium.To An advantageous embodiment according to the invention comprises the hydrogenation / dehydrogenation component a metal component from Groups VIII, IX and X of the Periodic Table. Particularly preferred are noble metals such as platinum and palladium.
Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform kann die Hydrier-/Dehydrierkomponente jedoch weiterhin ein Nicht-Edelmetall in Form mindestens eines Oxids, Hydroxids oder Metalls mindestens eines Elements, ausgewählt aus der Gruppe der Metalle der Gruppen VIII, VIa, Vb und VIIb, enthalten.To a further embodiment of the invention however, the hydrogenation / dehydrogenation component may still be a non-noble metal in the form of at least one oxide, hydroxide or metal at least of an item selected from the group of Group VIII, VIa, Vb and VIIb metals.
Vorzugsweise wird die Hydrier-/Dehydrierkomponente auf den Träger aus der Zr-, Al- und W-Komponente aufgebracht. Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird dabei der vorstehende Träger mit einem Salz der Hydrier-/Dehydrierkomponente nach der Calcinierung imprägniert.Preferably the hydrogenation / dehydrogenation component is supported on the Zr, Al and W component applied. According to a particularly preferred embodiment is doing the above carrier with a salt of the hydrogenation / dehydrogenation component after calcination impregnated.
Wie vorstehend erwähnt, zeichnen sich die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Katalysatoren durch einen erheblich höheren Umsatz im Vergleich zu nach herkömmlichen Verfahren hergestellten Katalysatoren gleicher Selektivität bei der Isomerisierung von Kuhlenwasserstoffen aus.As mentioned above, are characterized by the catalysts obtained by the process according to the invention by a considerably higher Sales compared to traditional Process produced catalysts of the same selectivity in the Isomerization of Kuhlenwasserstoffen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft daher einen Katalysator, insbesondere einen geformten Katalysator, der nach dem vorstehenden Verfahren erhältlich ist.One Another aspect of the present invention therefore relates to a Catalyst, in particular a shaped catalyst according to obtainable by the above method is.
Der erfindungsgemäße Katalysator kann allgemein zur heterogenen Katalyse von säurekatalysierten Reaktionen eingesetzt werden.Of the catalyst according to the invention can generally be used for the heterogeneous catalysis of acid-catalyzed reactions be used.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform betrifft die Verwendung des Katalysators zur Umwandlung, insbesondere zur Isomerisierung, Alkylierung oder zum Hydrocracken von Kohlenwasserstoffen. Bevorzugt wird das Hydrocracken bei milden Bedingungen durchgeführt, insbesondere mit Fischer-Tropsch Wax. Was unter Fischer-Tropsch Wax und mildem Hydrocracking zu verstehen ist, ist dem Fachmann geläufig und muss deshalb hier nicht näher erläutert werden. Kurz gesagt handelt es sich bei Fischer-Tropsch Wax um wachsartige Paraffin-Produkte der Fischer-Tropsch Synthe se. Als nicht-beschränkendes Beispiel typischer milder Hydrocracking-Bedingungen können folgende genannt werden: Druck = 50 – 80 bar; Temperatur = 370 / 430 °C (SOR/EOR); LHSV = 0.5 – 1.0 h-1; H2/Oil-Ratio = 500 – 1000 Nm3/m3; Severity = 30 / 20 (SOR/EOR).A particularly preferred embodiment relates to the use of the catalyst for the conversion, in particular for the isomerization, alkylation or hydrocracking of hydrocarbons. Hydrocracking is preferably carried out under mild conditions, in particular with Fischer-Tropsch Wax. What is to be understood by Fischer-Tropsch Wax and mild hydrocracking is familiar to the person skilled in the art and therefore need not be explained in more detail here. Briefly, Fischer-Tropsch Wax are waxy paraffin products of the Fischer-Tropsch synthesis. As a non-limiting example of typical mild hydrocracking conditions, the following may be mentioned: pressure = 50-80 bar; Temperature = 370/430 ° C (SOR / EOR); LHSV = 0.5 - 1.0 h-1; H 2 / Oil Ratio = 500 - 1000 Nm 3 / m 3 ; Severity = 30/20 (SOR / EOR).
Eine besonders bevorzugte Verwendung betrifft die Isomerisierung von C4- bis C10-Kohlenwasserstoffen, insbesondere die C7/C8-Isomerisierung von Kohlenwasserstoffen.A particularly preferred use relates to the isomerization of C 4 to C 10 hydrocarbons, in particular the C 7 / C 8 isomerization of hydrocarbons.
Bei der Isomerisierung von Kohlenwasserstoffen wurde gefunden, dass solche erfindungsgemäßen Katalysatoren bevorzugt sind, die eine BET-Oberfläche von nicht mehr als etwa 150 m2/g aufweisen. Die BET-Oberfläche der Katalysatoren wurde dabei gemäß DIN 66131 bestimmt.In the isomerization of hydrocarbons, it has been found that those catalysts of the invention having a BET surface area of not more than about 150 m 2 / g are preferred. The BET surface area of the catalysts was determined according to DIN 66131.
Die Erfindung wird nun anhand der nachstehenden nichtbeschränkenden Beispiele erläutert.The Invention will now be described with reference to the following non-limiting Examples explained.
Beispiel 1 (Vergleich) : (WO3/ZrO2)Example 1 (comparison): (WO 3 / ZrO 2 )
1000 g Zirkoniumhydroxid (MEL XZO632/03) werden in einem Kneter (Werner & Pfleiderer, Z-Kneter) mit einer Lösung von 300 g Ammoniummetawolframat ((NH4)6H2W12O40) in 200 ml Wasser gemischt und 10 min geknetet. Dann werden zu der Mischung nacheinander unter Kneten 50 g Methocel (Cellulose-Ether DOW), 70 g Steatitöl und 180 g VE-Wasser gegeben. Die erhaltene Mischung wird 45 min mit kalter Luft angeblasen, bis die Masse eine Konsistenz erreicht, damit sie extrudiert werden kann.1000 g of zirconium hydroxide (MEL XZO632 / 03) are mixed in a kneader (Werner & Pfleiderer, Z-kneader) with a solution of 300 g of ammonium metatungstate ((NH 4 ) 6 H 2 W 12 O 40 ) in 200 ml of water and stirred for 10 min kneaded. Then, to the mixture are successively added with kneading 50 g of Methocel (cellulose ether DOW), 70 g of steatite oil and 180 g of deionized water. The resulting mixture is blown with cold air for 45 minutes until the mass reaches a consistency so that it can be extruded.
Die erhaltene Mischung wird extrudiert (Extruder von Fuji Paudal Co. Ltd.; Model: EXKFS-1, Geschwindigkeitseinstellung 0,4). Der Durchmesser der Extrusions ist 1,6 mm.The obtained mixture is extruded (extruder from Fuji Paudal Co. Ltd .; Model: EXKFS-1, speed setting 0.4). The diameter the extrusion is 1.6 mm.
Die
Extrusions werden 15 h bei 40°C
im Trockenschrank getrocknet und anschließend mit folgendem Temperaturprogramm
calciniert:
Aufheizen von RT auf 800°C mit einer Heizrate von 150°C/h. Halten
von 800°C
für 3 h
Abkühlen
von 800°C auf
RT mit einer Rate von 150°C/hThe extrusions are dried for 15 h at 40 ° C in a drying oven and then calcined with the following temperature program:
Heating from RT to 800 ° C with a heating rate of 150 ° C / h. Keep at 800 ° C for 3 h, cool from 800 ° C to RT at a rate of 150 ° C / h
Das so erhaltene Produkt wird als Katalysator 1 bezeichnet.The thus obtained product is called catalyst 1.
Die Extrusions können optional mit einer Lösung von Hexachloroplatinsäure in Wasser in der Weise getränkt werden, dass ein Pt-Gehalt auf dem fertigen calcinierten Katalysator von 0,5 Gew.-% erreicht wird.The Extrusions can optional with a solution of hexachloroplatinic acid soaked in water in the way be that a Pt content achieved on the finished calcined catalyst of 0.5 wt .-% becomes.
Anschließend werden
die Extrusions nochmals 15 h bei 40°C im Trockenschrank getrocknet
und anschließend
mit folgendem Temperaturprogramm calciniert:
Aufheizen von
RT auf 550°C
mit einer Heizrate von 200°C/h
Halten von 550°C
für 3 h
Abkühlen
von 550°C
auf RT mit einer Rate von 200°C/h.The extrusions are then dried for a further 15 hours at 40 ° C. in a drying oven and then calcined with the following temperature program:
Heating from RT to 550 ° C at a heating rate of 200 ° C / h Keep 550 ° C for 3 h Cool from 550 ° C to RT at a rate of 200 ° C / h.
Das so erhaltene Produkt wird als Katalysator 1/Pt bezeichnet.The the product thus obtained is designated as catalyst 1 / Pt.
Beispiel 2: (WO3/ZrO2/Al2O3)Example 2: (WO 3 / ZrO 2 / Al 2 O 3 )
500 g Zirkoniumhydroxid (MEL XZO632/03) werden in einem Kneter (Werner & Pfleiderer, Z-Kneter) mit einer Lösung von 150 g Ammoniummetawolframat ((NH4)6H2W12O40) in 100 ml Wasser gemischt und 10 min geknetet. Dann werden zu der Mischung nacheinander unter Kneten 500 g Pural SCF 55 (Al-Binder von Condea), 30 g Steatitöl und 400 9 VE-Wasser gegeben. Die erhaltene Mischung wird 45 min mit kalter Luft angeblasen, bis die Masse eine Konsistenz erreicht, damit sie extrudiert werden kann.500 g of zirconium hydroxide (MEL XZO632 / 03) are mixed in a kneader (Werner & Pfleiderer, Z-kneader) with a solution of 150 g of ammonium metatungstate ((NH 4 ) 6 H 2 W 12 O 40 ) in 100 ml of water and stirred for 10 min kneaded. Then, to the mixture, 500 g of Pural SCF 55 (Al binder of Condea), 30 g of steatite oil and 400 g of VE water are successively added with kneading. The resulting mixture is blown with cold air for 45 minutes until the mass reaches a consistency so that it can be extruded.
Die erhaltene Mischung wird extrudiert (Extruder von Fuji Paudal Co. Ltd.; Model: EXKFS-1, Geschwindigkeitseinstellung 0,4). Der Durchmesser der Extrusions ist 1,6 mm.The obtained mixture is extruded (extruder from Fuji Paudal Co. Ltd .; Model: EXKFS-1, speed setting 0.4). The diameter the extrusion is 1.6 mm.
Die
Extrusions werden 15 h bei 40°C
im Trockenschrank getrocknet und anschließend mit folgendem Temperaturprogramm
calciniert:
Aufheizen von RT auf 800°C mit einer Heizrate von 150°C/h Halten
von 800°C
für 3 h
Abkühlen
von 800°C
auf RT mit einer Rate von 150°C/h.The extrusions are dried for 15 h at 40 ° C in a drying oven and then calcined with the following temperature program:
Heating from RT to 800 ° C at a heating rate of 150 ° C / h. Holding at 800 ° C for 3 h. Cooling from 800 ° C to RT at a rate of 150 ° C / h.
Das so erhaltene Produkt wird als Katalysator 2 bezeichnet.The thus obtained product is referred to as catalyst 2.
Die Extrusions können optional mit einer Lösung von Hexachloroplatinsäure in Wasser in der Weise getränkt werden, dass ein Pt-Gehalt auf dem fertigen calcinierten Katalysator von 0,5 Gew.-% erreicht wird.The Extrusions can optional with a solution of hexachloroplatinic acid soaked in water in the way be that a Pt content achieved on the finished calcined catalyst of 0.5 wt .-% becomes.
Anschließend werden
die Extrusions nochmals 15 h bei 40°C im Trockenschrank getrocknet
und anschließend
mit folgendem Temperaturprogramm calciniert:
Aufheizen von
RT auf 550°C
mit einer Heizrate von 200°C/h
Halten von 550°C
für 3 h
Abkühlen
von 550°C
auf RT mit einer Rate von 200°C/h.The extrusions are then dried for a further 15 hours at 40 ° C. in a drying oven and then calcined with the following temperature program:
Heating from RT to 550 ° C at a heating rate of 200 ° C / h Keep 550 ° C for 3 h Cool from 550 ° C to RT at a rate of 200 ° C / h.
Das so erhaltene Produkt wird als Katalysator 2/Pt bezeichnet.The the product thus obtained is designated as catalyst 2 / Pt.
Beispiel 3 (Vergleich) : (½WO3/ZrO2)Example 3 (comparison): (½WO 3 / ZrO 2 )
1000 g Zirkoniumhydroxid (MEL XZO632/03) werden in einem Kneter (Werner & Pfleiderer, Z-Kneter) mit einer Lösung von 150 g Ammoniummetawolframat ((NH4)6H2W12O40) in 100 ml Wasser gemischt und 10 min geknetet. Dann werden zu der Mischung nacheinander unter Kneten 50 g Methocel (Cellulose-Ether DOW), 70 g Steatitöl und 160 g VE-Wasser gegeben. Die erhaltene Mischung wird 45 min mit kalter Luft angeblasen, bis die Masse eine Konsistenz erreicht, damit sie extrudiert werden kann.1000 g of zirconium hydroxide (MEL XZO632 / 03) are mixed in a kneader (Werner & Pfleiderer, Z-kneader) with a solution of 150 g of ammonium metatungstate ((NH 4 ) 6 H 2 W 12 O 40 ) in 100 ml of water and stirred for 10 min kneaded. Then, to the mixture are successively added with kneading 50 g of Methocel (cellulose ether DOW), 70 g of steatite oil and 160 g of deionized water. The resulting mixture is blown with cold air for 45 minutes until the mass reaches a consistency so that it can be extruded.
Die erhaltene Mischung wird extrudiert (Extruder von Fuji Paudal Co. Ltd.; Model: EXKFS-1, Geschwindigkeitseinstellung 0,4). Der Durchmesser der Extrusions ist 1,6 mm.The obtained mixture is extruded (extruder from Fuji Paudal Co. Ltd .; Model: EXKFS-1, speed setting 0.4). The diameter the extrusion is 1.6 mm.
Die
Extrusions werden 15 h bei 40°C
im Trockenschrank getrocknet und anschließend mit folgendem Temperaturprogramm
calciniert:
Aufheizen von RT auf 800°C mit einer Heizrate von 150°C/h Halten
von 800°C
für 3 h
Abkühlen
von 800°C
auf RT mit einer Rate von 150°C/h.The extrusions are dried for 15 h at 40 ° C in a drying oven and then calcined with the following temperature program:
Heating from RT to 800 ° C at a heating rate of 150 ° C / h. Holding at 800 ° C for 3 h. Cooling from 800 ° C to RT at a rate of 150 ° C / h.
Das so erhaltene Produkt wird als Katalysator 3 bezeichnet.The the product thus obtained is referred to as Catalyst 3.
Die Extrusions können optional mit einer Lösung von Hexachloroplatinsäure in Wasser in der Weise getränkt werden, dass ein Pt-Gehalt auf dem fertigen calcinierten Katalysator von 0,5 Gew.-% erreicht wird.The Extrusions can optional with a solution of hexachloroplatinic acid soaked in water in the way be that a Pt content achieved on the finished calcined catalyst of 0.5 wt .-% becomes.
Anschließend werden
die Extrusions nochmals 15 h bei 40°C im Trockenschrank getrocknet
und anschließend
mit folgendem Temperaturprogramm calciniert:
Aufheizen von
RT auf 550°C
mit einer Heizrate von 200°C/h
Halten von 550°C
für 3 h
Abkühlen
von 550°C
auf RT mit einer Rate von 200°C/h.The extrusions are then dried for a further 15 hours at 40 ° C. in a drying oven and then calcined with the following temperature program:
Heating from RT to 550 ° C at a heating rate of 200 ° C / h Keep 550 ° C for 3 h Cool from 550 ° C to RT at a rate of 200 ° C / h.
Das so erhaltene Produkt wird als Katalysator 3/Pt bezeichnet.The the product thus obtained is referred to as catalyst 3 / Pt.
Beispiel 4 (Vergleich): (copräzipitiertes WO3/ZrO2 + Al-Binder)Example 4 (comparative): (coprecipitated WO 3 / ZrO 2 + Al binder)
1000 g frisch copräzipitiertes WO3/ZrO2 werden analog der US-Patentschrift 5,510,309 Example 2 hergestellt und noch feucht nach dem Abfiltrieren in einen Kneter (Werner & Pfleiderer, Z-Kneter) gegeben. Dazu werden nacheinander unter Kneten 500 g Pural SCF 55 (Al-Binder der Fa. Condea), 30 g Steatitöl und 100 g VE-Wasser gegeben und 10 min geknetet. Die erhaltene Mischung wird 45 min mit kalter Luft angeblasen, bis die Masse eine Konsistenz erreicht, damit sie extrudierbar erscheint.1000 g of fresh coprecipitated WO 3 / ZrO 2 are prepared analogously to US Pat. No. 5,510,309 Example 2 and, after being filtered off, still wet after being filtered off into a kneader (Werner & Pfleiderer, Z-kneader). For this purpose, 500 g of Pural SCF 55 (Al binder from Condea), 30 g of steatite oil and 100 g of demineralized water are added in succession with kneading and kneaded for 10 minutes. The resulting mixture is blown with cold air for 45 minutes until the mass reaches a consistency to appear extrudable.
Die erhaltene Mischung wird extrudiert (Extruder von Fuji Paudal Co. Ltd.; Model: EXKFS-1, Geschwindigkeitseinstellung 0,4). Der Durchmesser der Extrusions ist 1,6 mm.The obtained mixture is extruded (extruder from Fuji Paudal Co. Ltd .; Model: EXKFS-1, speed setting 0.4). The diameter the extrusion is 1.6 mm.
Die
Extrusions werden 15 h bei 40°C
im Trockenschrank getrocknet und anschließend mit folgendem Temperaturprogramm
calciniert:
Aufheizen von RT auf 800°C mit einer Heizrate von 150°C/h Halten
von 800°C
für 3 h
Abkühlen
von 800°C
auf RT mit einer Rate von 150°C/h.The extrusions are dried for 15 h at 40 ° C in a drying oven and then calcined with the following temperature program:
Heating from RT to 800 ° C at a heating rate of 150 ° C / h. Holding at 800 ° C for 3 h. Cooling from 800 ° C to RT at a rate of 150 ° C / h.
Das so erhaltene Produkt wird als Katalysator 4 bezeichnet.The thus obtained product is referred to as Catalyst 4.
Die Extrusions können optional mit einer Lösung von Hexachloroplatinsäure in Wasser in der Weise getränkt werden, dass ein Pt- Gehalt auf dem fertigen calcinierten Katalysator von 0,5 Gew.-% erreicht wird.The Extrusions can optional with a solution of hexachloroplatinic acid soaked in water in the way be that a Pt content achieved on the finished calcined catalyst of 0.5 wt .-% becomes.
Anschließend werden
die Extrusions nochmals 15 h bei 40°C im Trockenschrank getrocknet
und anschließend
mit folgendem Temperaturprogramm calciniert:
Aufheizen von
RT auf 550°C
mit einer Heizrate von 200°C/h
Halten von 550°C
für 3 h
Abkühlen
von 550°C
auf RT mit einer Rate von 200°C/h.The extrusions are then dried for a further 15 hours at 40 ° C. in a drying oven and then calcined with the following temperature program:
Heating from RT to 550 ° C at a heating rate of 200 ° C / h Keep 550 ° C for 3 h Cool from 550 ° C to RT at a rate of 200 ° C / h.
Das so erhaltene Produkt wird als Katalysator 4/Pt bezeichnet.The the product thus obtained is designated as catalyst 4 / Pt.
Beispiel 5: C5-IsomerisierungExample 5: C5 isomerization
Die hergestellten Katalysatoren werden in der Isomerisierung von n-Pentan zu Iso-pentan getestet. Dabei entstehen als Nebenprodukte leichtere Alkane, die nicht erwünscht sind.The prepared catalysts are in the isomerization of n-pentane tested to iso-pentane. As a result, lighter by-products are formed Alkanes that are not wanted are.
Der Test wird in einem Mikroreaktor mit folgenden Versuchsbedingungen durchgeführt:
- – 8 mm Reaktor
- – 2 g Katalysator (0,5 – 1mm Siebfraktion)
- – 20,71 Nml/min Wasserstoff
- – 0,107 Nml/min n-Pentan
- – 20 barg
- – Reaktortemperatur 200°C
- – H2 : HC = 1 : 1 mol : mol
- – LHSV = 2 1/h
- - 8 mm reactor
- 2 g of catalyst (0.5-1 mm sieve fraction)
- - 20.71 Nml / min of hydrogen
- - 0.107 Nml / min of n-pentane
- - 20 barg
- - Reactor temperature 200 ° C
- H 2 : HC = 1: 1 mol: mol
- - LHSV = 2 1 / h
Die Analytik erfolgt mittels eines Online-GC, bei dem alle 15 min ein Messpunkt erfasst wird.The Analysis takes place by means of an online GC, in which every 15 min Measuring point is detected.
Testergebnissetest results
-
- %Umsatz%Sales
- = 100% – Gew.-%n-Pentan= 100% by weight n-pentane
- %Selektivität%Selectivity
- = Gew.-% iso-Pentan/(100 – Gew.-% n-Pentan)·100%= Wt% iso-pentane / (100% by weight) n-pentane) * 100%
Testergebnisse C5-Isomerisierung bei 230°C: Test results C 5 isomerization at 230 ° C:
Katalysator 2 ist deutlich aktiver als die Katalysatoren ohne Binder.catalyst 2 is significantly more active than the catalysts without binder.
Beispiel 6: C7-IsomerisierungExample 6: C 7 isomerization
Die hergestellten Katalysatoren werden in der Isomerisierung von n-Heptan zu iso-Heptan getestet. Durchführung und Auswertung erfolgen analog dem Anwendungsbeispiel 1, nur dass hier 0,107 ml/min n-Heptan als Feed zugegeben werden.The prepared catalysts are in the isomerization of n-heptane tested to iso-heptane. execution and evaluation are carried out analogously to Application Example 1, except that Here 0.107 ml / min of n-heptane are added as feed.
Testergebnisse C7-Isomerisierung: Test results C 7 isomerization:
Katalysator 2 ist deutlich aktiver als die Katalysatoren ohne Binder oder der Katalysator mit dem co-präzipitierten W-Oxid/Zr-Oxid. Deshalb kann bei gleichem Umsatz bei tieferer Temperatur gefahren werden, was in einer deutlich höheren Selektivität resultiert.catalyst 2 is significantly more active than the catalysts without binder or the Catalyst with the co-precipitated W oxide / Zr-oxide. Therefore, it can be driven at the same conversion at a lower temperature be, resulting in a much higher selectivity results.
Beispiel 7: C8-IsomerisierungExample 7: C 8 isomerization
Katalysator 2 wurde zusätzlich in der Isomerisierung von n-Octan zu iso-Octan getestet. Durchführung und Auswertung erfolgen analog dem Anwendungsbeispiel 1, nur dass hier 0,107 ml/min n-Octan als Feed zugegeben werden.catalyst 2 was added tested in the isomerization of n-octane to iso-octane. Implementation and Evaluation is carried out analogously to Application Example 1, except that here 0.107 ml / min of n-octane are added as a feed.
Testergebnisse C8-Isomerisierung: Test results C 8 isomerization:
Aus den vorstehenden Versuchsergebnissen ist ersichtlich, dass der erfindungsgemäß hergestellte Katalysator auch bei der C8-Isomerisierung sehr gute Ergebnisse zeigte.It can be seen from the above test results that the catalyst prepared according to the invention also showed very good results in C 8 isomerization.
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