DE1069583B - Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren aus Bentonit - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren aus BentonitInfo
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Description
- Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren aus Bentonit Es ist bereits bekannt. Katalysatoren dadurch zu gewinnen, daß man Bentonite mit Saure behandelt. Je nach den Bedingungen der Säureeinwirkung werden hierbei verschiedenartige Produkte erhatten, die man auf Grund ihres physikalisch-chemischen Verhaltens in zwei Gruppen einteilen kann.
- Zur ersten Gruppe zahlen aktive Bleicherden und crackwirksame Bentomtkontakte vom Bleicherdetyp.
- Ihre technische herstellung erfolgt durch Säureeinwirkung bei erhöhter Temperatur, im aligemeinen oberhalb 82°C. unter dem Einfluß heißer Säure wird mindestens ein Teil der saureloslichen Sesquioxyde und Erdalkalien aus dem montmorillonitgitter entfernt und die umtauschbaren Kationen durch Wasserstoff-und Atuminiumionen ersetzt. Mit der erwähnten Aufsch) ußreaktion. ist jedoch eine Verminderung der lonenumtanschfähigkeit verlmnden. Bleicherdetypkatalysatoren besitzen im allgemeinen nur 50 bis zozo der Kationenumtauschfähigkeit des Ausgangsbentonits. Im Temperaturbereich ihrer Anwendung als Kohlenwasserstoff-Spaltkontakte geht ihr Ionenumtauschvermögen weiter zuruck bis auf etwa 10 bis 20°/o des Ausgangswertes.
- Die zweite Gruppe von Bentonitkatatysatoren wird wissenschaftlich als Wasserstoffbentonite bezeichnet.
- Ihre Herstellung erfolgt unter Bedingungen, die das iialiezu oder ganz unversehrt lassen. wobei die ursprüngliche Kationenumtauschfäbigkeit voll erhalten bleibt. Echte H-Bentonite besitzen demnach eine optimale H-Ionen-Konzentration, die, in mval/100 g ausgedrückt. der Kationenumtauschfähigkeit des Ausgangsbentonits gleich ist. Die stark sauren t-Hentonite sind den schwächer sauren Bleicherdetypkontakten als Katalysatoren in vielen Fallen uberlegen. Dies gilt insbesondere für solche saurekatalysierten Reaktionen, deren Geschwindigkeit von der H-Ionen-Konzentration des Katalyist.
- Eine technische Bedeutung haben echte H-Bentonitt allerdings wegen ihrer umständlichen und kostspire) pieligen Darstellung nicht erlangen können. Bei dem bishertabormäigau.--gcubt(.n\erfahrenderH-Bentonit-Herstellung werden Bentomtsuspensionen mit verdunnter kalter Saure oder mit Kunstharzkationenaustauschern behandelt. Die Behandlung mit kalter verd@nnter, gegebenenfalls wäßrig-alkoholischer Säure erfordert hierbei mehrere Stufen, bis schließlich ine vollstandiger Austausch der Bentonitkationen gegen protonen erreicht wird. Zur Vermeidung von Rückreaktionen werdet) die aus dem Tonkörper in die Flüssigkeit übergetretenen Kationen nach jeder Behandlungsstufe durch Fittration od. dgi. entfernt.
- Gemäß der Erfindung wird von getrocknetem und gepulvertem Hentonit ausgegangen und dieser mit konzentrierter Schwefelsaure ohne ein nachfolgettdes Auswaschen behandelt. Dabei wird die Behandlung bei dem iiir den lonenaustausch bekannten Temperaturbereich vorgenommen. und die Schwefelsäure wird in einer Menge angewendet, die der lonenaustauschfähigkeit des Bentomts gleichkommt oder um den Faktor 1. 1 bis 1,15. bezogen auf den reinen. von Schwefelsäureverbrauchenden Verunreimgungenfreien Bentonit. ist.
- Das nachdemerhndungsgemaßenVerfahrenerhaltene Produkt zeichnet sich durch eine bedeutend höhere katalytische Aktivitat aus als die bekannten. auf üblichem Wege hergestellten katalysatoren und leidet nicht unter dem Nachteil. daß große Sänre- und Flüssigkcitsmengen erforderlich sind.
- Auf (lein Gebiet der BteicherdehersteDung tst ein Verfahren bekannt, gela. dem man getrockneten. gepulverten Bentonit mit konzentrierter Schwefelsäure aufschließt und das sonst ubliche Auswaschen des Aktivierungsproduktes unterläßt. Dieses Verfahren beruht auf der Erkenntnis. daß die Anwesenheit von Sesquioxyden oder deren Salzen im Zwischenschichtenbereich des Bentomts für die Bleichwirksamkeit notwendig ist bzw. diese begtinstigt. Allerdings erfordert der Transport von Sesquioxyden aus den Oktaeder bezirken der Schichtpakete die Anwendung erhöhter Temperatur. Daruber hinaus ergibt sich die Notwendigkeit eines Erhitzungsprozesses aus dem Zwang. den sonst durch Auswaschen beseitigten Saureüber schuß hier in einer Art In-situ-Neutralisationsreaktion mit oktaedrischen Tonbasen zu kompensieren.
- Ohne jeden Erhitzungsprozeß dagegen kann eine der wesentlichsten Qualitätsanforderungen für Bleicherde. nämlich neutrale Reaktion, nicht erfüllt werden.
- Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden stark saure Katalysatoren erhalten, deren Aktivität beispielsweise bei der Phenotalkvherung ein Mehrfaches der von konzentrierter Schwefelsaure beträgt Die zur erfindungsgemäßen Aktivierung benutzte Säuremenge in mvla/100g Ton entspricht größenordnungsmäßig der Ionenumtauschfähigkeit des zur Aktivierung eingesetzten Bentonits. Nach bisheriger Auffassung mußte angenommen werden, daß die Reaktion zwischen beispielsweise einem Bentonit vom Kationenumtauschvermögen 100 mval/100g Ton mit 100 mval Säure nach dem Schema Ton Kat + 1/2 H2SO4#Ton-H +1/2Kat2SO4. wobei Kat ein umtauschbares Kation bedeutet, in einem Gleichgewichtszustand z zum Stehen kommt, der dadurch gekennzeichnet ist, daß nur etwa die Hälfte der umtauschbaren Kationen des Tonminerats durch H-Ionen ersetzt ist.
- Demnach war zu erwarten, daß die vom H-lonen-Gehalt abhängige katatytische Aktivität eines Reaktionsproduktes nach obigem Schema etwa halh so groß ist wie die katalytische Aktivität eines nach klassischem Verfahren. d. h. durch vollständigen Austausch der Tonkationen gegen H-Ionen hergestellten H-Bentonits.
- Die demgegenüber iiberrascht nd hohe Aktivität des erfindungsgemäß aktivierten Bentonits kann im übrigen nicht durch das Vorhandensein freier Aktivierungssäuren, wie z. B. Schwefelsäure, erklärt werden.
- Es wurde in mehreren Versuchsreihen festgestellt. daß die katalytische Aktivität der erfindungsgemäß hergestellten Aktivierungsprodukte ein l4lehrfaches der Aktivität der Säuremenge beträgt, die zur Aktivierung benutzt wurde. Um so weniger kann die hohe Aktivität durch die katalytische Wirksamkeit der restlichen freien Säure im Aktivierungsprodukt erklärt werden.
- Das erfindungsgemäße Verfahren kann gemäß folgendem Ausführungsbeispiel durchgeführt werden.
- Beispiel Grubenfeuchter Rohbentonit wird bei 110° C getrocknet, gemahlen und durch DIN-Sieb 100 gegeben.
- Das trockene Produkt besitzt eine Ionenumtauschfähigkeit von 100 mval/100 g Ton. In einer geeigneten Mischvorrichtung, z. B. Trommelmühle, Tugelmühle u. dgl., wird das 3entonitpulver mit etwa 115 mval H2SO4 (96%ig) pro 100goton in Reaktion gebracht.
- Die Umsetzung in dem Mischgerät wird so durchgeführt. claß eine homogene Verteilung erreicht wird.
- Die katalytische Prüfung des Reaktionsproduktes als Dehydratisierungskatalysator brachte das Ergebnis gemäß nachstehender Tabelle; die Tabelle zeigt die abgespaltene Menge Wasser nach 4 Stunden aus 120g Cyclohexanol bei Einsatz von 7, 5g atata ysatormasse vergleichsweise mit der Wirkung von 7,5g Bentonit, der \Virkung von 8, 6mval Schwefelslure sowie der eines auf nassem Wege ciargestelltcn Dehydratisierungskatalvsators : 8,6mvla H2SO4 3,5 ml H2O 7,5g Bentonit 3,8 ml H2O 7. 5g katalysator nach klassischem VerfahrendargesteHtmitdoppelter Venge H., SO4 13.1 ml H2O 7, 5g Katalysator, ernndungsgemaß hergcstellt durch Aktivierung von 7,5g Bentonit mit 8 bmva)!-LSC\18.6m)ILO Die theoretisch abspaltbare Menge H2O betrug 21, 6 ml. Die katalytische Aktivität der erfindungsgemäß hergestellten Sänreaktivierungsprodukte erwies sich auch hoher bei anderen chemischen Reaktionen. deren Geschwindigkeit durch Saurekatalyse beeinflul3t werden kann. Real<tionen dieser Art sind z. B. Alkylierugen. Isomerisierungen. Cyclisierungen, Dehydrierungen.
- Die Benutzung der erfindungsgemäßen Katalysatoren bedeutet einen erhebHchen technischen Fortschritt, weil man höhere Wirksamkot erzielt mit Aktivierungsprodukten.deren herstellung gegenüber bisher bekannten Verfahren wesentlich vereinfacht wurcle.
Claims (1)
- P A T E N T A N S P R U C H.Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren durch Behandlung von getrocknetem und gepulvertem I3entonit mit konzentrierter Schwefelsaure ohne nachfolgendes Auswaschen. dadurch gekennzeichnet. daß die Behandlung in einem für den lonenaustansch an sich bekannten Temperaturbereich mit einer Sauremenge erfolgt. die der Ionenumtauschfähigkeit des Bentonits gleichkommt oder un den Faktor 1.1 bis 1, 15, bezogen auf von Säure verbrauchenden Verunreinigungen freien Bentonit. höher sit.In Betracht gezogene Druckschriften : Deutsche Patentschriften Nr. 339 919, 742 196 : britische patentschriften Nr. 248 639, 498 094; USA.-Patentschriften Nr. 1 492 184, 2 264 427."DerSeifenfabrikant.<.28.Jahrgang.1908. S. 942 : O. kausch. »Das Kieselsäuregel und die Bleicherden«, Berlin. 1927. S. 129.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE1069583B true DE1069583B (de) | 1959-11-26 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1593786B1 (de) * | 1966-05-03 | 1972-01-20 | Chevron Res | Verfahren zum Isomerisieren von o- und bzw. oder p-Alkylphenolen |
| US4499319A (en) * | 1979-12-22 | 1985-02-12 | The British Petroleum Company P.L.C. | Proton-catalysed reactions in which water is not a stoichiometric reactant catalysed by metal cation-exchanged layered clays |
| US5008465A (en) * | 1979-12-22 | 1991-04-16 | The British Petroleum Company P.L.C. | Proton-catalyzed reactions catalyzed by hydrogen ion-exchanged layered clays |
| EP0713847A2 (de) * | 1994-11-23 | 1996-05-29 | BP Chemicals Limited | Verfahren zur Hydration von Olefinen |
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| EP0713847A3 (de) * | 1994-11-23 | 1996-07-24 | Bp Chem Int Ltd | Verfahren zur Hydration von Olefinen |
| US5629459A (en) * | 1994-11-23 | 1997-05-13 | Bp Chemicals Limited | Olefin hydration process |
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