-
Verfahren zur Herstellung eines alkalisierten Eisenoxydkatalysators
für die Dehydrierung vonkohlenwasserstoffen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zur Herstellung eines verbesserten alkalisierten Eisenoxydkatalysators für die Dehydrierung
von Kohlenwasserstoffen zu weniger gesättigten Kohlenwasserstoffen, d. h. eines
Katalysators, dessen dehydrierender Hauptbestandteil Eisenoxyd ist und der daneben
eine namhafte Menge einer alkalischen Kaliumverbindung enthält.
-
Alkalisierte Eisenoxyd-Dehydrierungskatalysatoren, welche hochporös
sind und deshalb eine geringe Dichte haben, sind bekannt (deutsche Patentschrift
952 625).
-
Wie in dieser Patentschrift erwähnt, wird bei der Herstellung das
Material gebrannt, wodurch die Festigkeit der Katalysatorteilchen erhöht wird. Trotzdem
hat es sich gezeigt, daß beim Füllen der großen Reaktoren, welche bei technischen
Dehydrierungsaktionen üblich sind, ein erheblicher Teil der auf diese bekannte Weise
hergestellten Katalysatorstückchen pulverisiert wird, was die Ausbeuten erniedrigt
und Verstopfungen verursachen kann. Außerdem ist mit diesen Katalysatoren der schwerwiegende
Nachteil verbunden, daß sie hyg. roskopisch sind, was zusätzliche Maßnahmen bei
ihrer Lagerung erfordert.
-
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden alkalisierte Eisenoxydkatalysatorteilchen,
die als Alkalisierungsmittel Kaliumcarbonat enthalten, zunächst in an sich bekannter
Weise hergestellt. Gemäß der Erfindung wird aber das in den Teilchen enthaltene
Kaliumcarbonat mindestens teilweise in Kaliumbicarbonat übergeführt. Es hat sich
herausgestellt, daß die so hergestellten Katalysatoren im Vergleich mit den bisher
bekannten ohne Verrninderung der hohen Aktivität eine größere Druckfestigkeit aufweisen
und, wenn eine dazu geeignete Menge an Kaliumcarbonat verwendet ist, keine wesentliche
Pulverisierung ergeben.
-
Auch zeigen sie keine hygroskopischen Eigensohaften, so daß sie fast
unbeschränkt der Luft ausgesetzt werden können.
-
Diese neuen Katalysatoren können üblicherweise nach dem aus der USA.-Patentschrift
2 461 647 bekannten allgemeinen Verfahren hergestellt werden, bei dem gepulvertes
Eisenoxyd oder-carbonat zusammen mit anderen Zusätzen, wie Chromoxyd und anderen
Beschleunigern, mit Kaliumcarbonat und einer genügenden Menge Wasser zu einer feuchten
Mischung vermengt werden, die dann in Katalysatorteilchen geeigneter Größe, z. B.
Stäbchen von 1 1 mm bis 5 5 mm geformt wird. Die Katalysatorkörper werden darauf
getrocknet, calciniert und nachbehandelt, um zumindest einen Teil des Kaliumcarbonats
in das Bicarbonat überzuführen.
-
Die Katalysatoren können gegebenenfalls wie üblich
als Stabilisatoren
geringe Mengen eines Schwermetalloxyds, wie Chromoxyd, Manganoxyd oder Wismutoxyd,
enthalten. Sie können außerdem kleine Mengen eines anderen Beschleunigers enthalten,
wie Oxyde von Kupfer, Zink, Aluminium, Silicium und Titan, die in gewisser Hinsicht
günstige Wirkungen hervorrufen.
-
Das im Katalysator enthaltene Kalium kann in Konzentrationen von
ungefähr 1 bis 30°/0, bezogen auf den fertiggestellten Katalysator, vorliegen. Eine
kleine Menge Kalium, z. B. 1 °/on ist für praktisch verwendete Katalysatoren genügend,
doch sind auch größere Mengen gebräuchlich, da sie noch wirksamer sind und der Partialdruck
des beim Dehydrierungsverfahren verwendeten Dampfes dann niedriger sein kann.
-
Es sind Produkte mit einem Kaliumgehalt bis zu 53 °/O K2COa industriell
zur Anwendung gekommen und es können sogar höhere Konzentrationen verwendet werden.
-
Eisencarbonat ist eine dem Eisenoxyd weitgehend äquivalente Verbindung.
Es wird während der Verwendung des Katalysators in Eisenoxyd umgewandelt.
-
Die Katalysatorkörper können auch nach Belieben unter solchen Bedingungen
calciniert werden, bei denen das Eisencarbonat vor der Verwendung des Katalysators
in Eisenoxyd übergeführt wird. Wenn an Stelle von Kaliumcarbonat Kaliumnitrat verwendet
wird,
so bewirkt die Calcinierung eine Umwandlung des Kaliumnitrats
in Kaliumoxyd. Darauf wird der Katalysator unter Bedingungen, bei denen das Kaliumoxyd
in Kaliumcarbonat übergeführt wird, behandelt. Wenn ursprünglich an Stelle von Kaliumcarbonat
Kaliumhydroxyd verwendet wird, so behandelt man den Katalysator nach der Calcinierung,
um das Kaliumhydroxyd in das Carbonat umzusetzen. Wenn ursprünglich statt Kaliumcarbonat
Kaliumbicarbonat verwendet wird, so ergibt sich der gleiche Katalysator, da Kaliumbicarbonat,
da es nicht hitzebeständig ist, sich während des Trocknens der Katalysatorteilchen
zersetzt und Kaliumcarbonat ergibt. Kaliumbicarbonat wird nicht verwendet, da es
teurer als Kaliumcarbonat ist, schließlich doch Kaliumcarbonat ergibt und keine
weiteren Vorteile bietet.
-
Bei der erfindungsgemäßen Herstellung dieser Katalysatoren wird vorzugsweise
wie üblich Kaliumcarbonat verwendet. Es ist möglich, von Kaliumnitrat oder Kaliumhydroxyd
auszitgehen, bei der Calcinierung in das Kaliumoxyd überzuführen und dann den Katalysator
mit Kohlendioxyd unter solchen Bedingungen zu behandeln, daß Carbonat entsteht,
jedoch ist dieser Weg hinsichtlich Rohstoffen und Verfahrensweise teurer. Es wäre
auch, zumindestens theoretisch, möglich, von Kaliumbicarbonat auszugehen und den
Katalysator sehr sorgfältig zu trocknen, um zu verhindern, daß sich das Bicarbonat
dabei zersetzt und so einen Katalysator herzustellen, der das Kalium in Form von
Kaliumbicarbonat enthält. Die entstehenden Teilchen sind jedoch verhältnismäßig
weich und können ganz offensichtlich durch das erfindungsgemäße Verfahren nicht
gehärtet werden, da das Kalium in den Kügelchen bereits von Anfang an in Form von
Kaliumbicarbonat vorliegt. Außerdem ist dies eine mehr theoretische als praktische
Möglichkeit, das Kaliumbicarbonat durch Hitze so leicht zersetzt wird, daß sogar
verhältnismäßig sorgfältiges Trocknen der geformten Katalysatorkörper bereits zu
einer weitgehenden Zersetzung in Carbonat führt.
-
Es werden deshalb Kaliumcarbonat und andere Bestandteile des Katalysators
mit genügend Wasser zu einer feuchten Mischung vermengt, die dann in Katalysatorkügelchen
geformt, getrocknet und beispielsweise zwischen 200 und 8009C calciniert wird. Der
Katalysator wird, wenn nötig, weiterbehandelt, damit Katalysatorkörper entstehen,
in welchen das vorhandene Kalium als Kaliumcarbonat vorliegt. In einer bevorzugten
Ausführungsart der Erfindung werden diese Katalysatorteilchen darauf mit Wasser
und Kohlendioxyd zur Reaktion gebracht, bis das Kalium der geformten Körper überwiegend
in Kaliumbicarbonat umgewandelt ist. Diese Reaktion ist ziemlich exotherm und es
ist ein Temperaturanstieg zu verzeichnen. Es besteht jedoch keine Gefahr einer zu
großen Temperaturerhöhung, da das Bicarbonat bei erhöhten Temperaturen instabil
ist und deshalb bei einem während der Reaktion hervorgerufenen Temperaturanstieg
die Gegenreaktion überwiegt und einen weiteren Temperaturanstieg verhindert.
-
Bei niedrigen Temperaturen, z. B. Zimmertemperatur, verläuft die
Reaktion langsam, doch die Temperatur steigt durch die Wärme der exothermen Reaktion
schnell an, wenn eine genügende Menge der Reaktionskomponenten zur Weiterführung
der Reaktion vorhanden ist. Die Behandlung wird vorzugsweise bei Temperaturen von
40 bis ungefähr 100°C vorgenommen. Die Temperatur kann durch bekannte Vorrich-
tungen
kontrolliert werden. Um zu vermeiden, daß sich beim Eintritt des Katalysators in
die Behandlungszone Wasser aus dem Gasgemisch auf dem Katalysator kondensiert, wird
der Katalysator vorzugsweise auf genügend hohe Temperatur erwärmt, bevor er mit
dem Gasstrom in Kontakt kommt.
-
Der Druck, bei dem die Behandlung durchgeführt wird, ist, sofern
er innerhalb praktischer Grenzen liegt, unwesentlich.
-
Das Gemisch aus Wasserdampf und Kohlendioxyd kann mit einem inerten
Gas, z. B. Luft, Stickstoff, Kohlenmonoxyd, Abgasen, die weitgehend aus Stickstoff
bestehen und geringe Mengen Kohlenmonoxyd und nicht verbrannte Kohlenwasserstoffdämpfe
enthalten, Erdgas, Leuchtgas und anderen Gasen verdünnt sein. Wasserstoffist bei
diesen niedrigen Temperaturen ebenfalls inert und kann als Verdünnungsmittel verwendet
werden.
-
Ein geeignetes Gas stellt ein Kohlendioxyd dar, das durch Verdampfen
von festem oder flüssigem Kohlendioxyd hergestellt wird und mit einer solchen Menge
Wasserdampf vermischt ist, daß sich während der Behandlung des Katalysators kein
Wasser auf ihm niederschlägt. Dieses Gas wird normalerweise in den Reaktionsprozeß
zurückgeführt und durch Zusatz von Wasserdampf verstärkt. Ein anderes, für das Verfahren
geeignetes Gas entsteht durch Verbrennen von Erdgas oder anderen geeigneten Brennstoffen.
Die Verbrennungsgase werden auf unter 150°C abgekühlt und darauf ihre Wasserkonzentration
eingestellt. Dies wird je nach dem Kohlenwasserstoffgehalt des Brennmaterials entweder
dadurch bewirkt, daß Wasserdampf zum Gas zugegeben oder ihm durch Kühlen oder Absorption
entzogen wird. Wenn der Wasserdampfgehalt des hergestellten Gases ursprünglich zu
hoch ist, so ist es auch möglich, ihn richtig einzustellen, indem dem Verbrennungsgas
zusätzliches Kohlendioxyd aus einem anderen Behälter zugesetzt wird.
-
Das Verfahren kann entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich
durchgeführt werden. Beim kontinuierlichen Verfahren wird das Gas und der Katalysator
in gleicher oder entgegengesetzter Richtung eingeführt. Welche Methode bevorzugt
wird, hängt davon ab, ob die bei der exothermen Reaktion entstehende Wärme durch
das Gas oder anderswie abgeführt wird.
-
Wenn der Katalysator vethältnismäßig heiß in die Reaktionszone gebracht
wird, z. B. als teilweise abgekühltes Produkt der Endcalcinierungsöfen, so wird
das Gas vorzugsweise im Gegenstrom durchgeleitet.
-
Wenn die Reaktionswärme durch indirekten Wärmeaustausch abgeführt
werden soll, so wird das Gas bevorzugt in gleicher Richtung durchgeleitet, obwohl
auch Gegenstrom zufriedenstellende Ergebnisse liefert.
-
Wenn die Reaktion diskontinuierlich durchgeführt wird, so verwendet
man vorzugsweise ein Katalysatorbett von geringer Höhe im Vergleich zum Durchmesser,
d. h. unter ungefähr 3 : 1, doch ist dies nich ausschlaggebend. Vorzugsweise wird
die Behandluntg mit dem Katalysator jedoch mindestens periodisch durchgeführt, da
in einigen Fällen, wenn der Katalysator in einem fest eingebauten Bett liegt, Schwierigkeiten
dadurch entstehen, daß die Katalysatorkügelchen zusammenbacken.
-
Bei einer anderen bevorzugten Anwendungsart der Erfindung werden
die calcinierten und/oder getrockneten Katalysatorkörper, die das Kalium in Form
von Kaliumcarbonat enthalten, zunächst bis zu einer Feuchtigkeitsaufnahme von ungefähr
5 bis 25 °/o, vorzugsweise
ungefähr 15°/o bezogen auf den Kaliumcarbonatgehalt,
mit Wasser und nachfolgend mit Kohlendioxyd behandelt. Dadurch kann der Wassergehalt
genauer kontrolliert werden und die Reaktion verläuft beträchtlich schneller. Die
calcinierten Körper können z. B. in einer rotierenden Trommel mit der geeigneten
Menge Wasser besprüht werden, wonach bis zum weitgehend vollständigen Reaktionsverlauf
Kohlendioxyd eingeleitet wird.
-
Bei einer anderen bevorzugten Anwendungsweise werden die geformten
Teilchen, die Kaliumcarbonat enthalten, nicht getrocknet und calciniert, sondern
bis zu einem Wassergehalt von 5 bis 25°/on bezogen auf das vorhandene Kaliumcarbonat,
teilweise getrocknet und die so partiell getrockneten Kügelchen darauf mit Kohlendioxyd
zur Reaktion gebracht. Während der Reaktion entsteht im allgemeinen etwas Dampf.
Wenn der Verlust an Wasser dadurch zu groß wird, so kann mit dem Kohlendioxyd zusätzlicher
Wasserdampf eingeleitet werden.
-
Beispiel 1 Ein alkalisierter Eisenoxydkatalysator wurde wie folgt
hergestellt : 286 Teile gepulvertes Eisenoxyd, 10, 1 Teile gepulvertesChrom-Sesquioxydund
161, 8Teile gepulvertes Kaliumcarbonat wurden mit 75Teilen Wasser zu einer preßbaren
Mischung vermengt. Dieses Gemisch wurde aus einem Laboratoliumspreßgerät unter geringem
Druck in Körper von 3, 2 mm Durchmesser und ungefähr 4, 8 mm Länge gepreßt. Diese
Körper wurden getrocknet und dann bei 600° C 2 Stunden lang calciniert. Die Katalysatorkörper
hatten eine durchschnittliche Druckfestigkeit von 2, 947 kg je Teilchen.
-
Die Druckfestigkeit wurde mit einem handbetriebenen Schraubprüfgerät
gemessen, bei dem zwei Bolzen von ungefähr 3, 2 mm Breite von beiden Seiten auf
ein Kügelchen pressen. Es wurde eine Anzahl Kügelchen zerdrückt und die durchschnittliche
Druckfestigkeit festgestellt.
-
Beispiel 2 Eine besondere Portion der gepreßten, jedoch nicht getrockneten
Körper aus Beispiel 1 wurde ungefähr 40 Minuten lang in einem Ofen bei 140°C partiell
getrocknet. Dadurch verminderte sich der Wassergehalt der Teilchen auf ungefähr
7, 3 °/0. Die partiell getrockneten Körper wurden in ein Glasreaktionsgefäß eingesetzt
und Kohlendioxyd durchgeleitet. Die Temperatur stieg auf 73 ° C an. Nach ungefähr
30 Minuten war die Reaktion weitgehend vollständig verlaufen, doch die Kohlendioxydbehandlung
wurde weitere 75 Minuten lang fortgesetzt. Darauf wurden die Körper geprüft. Sie
hatten eine Druckfestigkeit von 3, 991 kg je Teilchen. Daraus geht hervor, daß bei
der Umwandlung von Kaliumcarbonat in Kaliumbicarbonat innerhalb der Katalysatorteilchen
die Druckfestigkeit beträchtlich verbessert wird.
-
Um festzustellen, ob diese Wirkung durch die Anwesenheit des Kaliums
in Form von Kaliumbicarbonat oder durch die Tatsache hervorgerufen wird, daß das
Kaliumbicarbonat innerhalb der Kügelchen gebildet wurde, dienten die in dem folgenden
Beispiel 3 erwähnten Untersuchungen.
-
Beispiel 3 Es wurde ein Katalysator mit der gleichen chemischen Zusammensetzung
wie im Beispiel 1 und 2 ver-
wendet, wobei die gleichen Rohstoffe vorhanden waren,
mit der Ausnahme, daß an Stelle von Kaliumcarbonat eine stöchiometrische Menge von
Kaliumbicarbonat enthalten war. Der Wassergehalt (11, 9"/o) wurde so eingestellt,
daß ein Gemisch der gleichen Dichte wie im Beispiel 1 entstand, und dieser Stoff
wurde unter den gleichen Bedingungen gepreßt.
-
Dieses Material wurde I Stunde lang bei 120° C getrocknet. Der Gewichtsverlust
betrug ungefähr 12, 4 /o ; ungefähr 19°/o des Kaliumbicarbonats zersetzten sich
in Kaliumcarbonat. Die Druckfestigkeit der entstehenden Körper war 2, 449 kg je
Teilchen.
-
Eine zweite Probe des gleichen Stoffes wurde bei 120° C 18 Stunden
lang getrocknet und verlor 22°/o an Gewicht. 94°/0 des Kaliumbicarbonats zersetzten
sich. Die durchschnittliche Druckfestigkeit betrug 2, 131 kg.
-
OiMensichtlich wird durch die Verwendung von Kaliumbicarbonat als
Ausgangsmaterial und das Erhaltenbleiben des Kaliumbicarbonats die Druckfestigkeit
nicht verbessert.
-
Es ist zu erwähnen, daß die sich im Beispiel 2 ergebende Druckfestigkeit
der Körper nicht einen maximalenWert darstellt, auch dann nicht, wenn die Teilchen
bei niedrigem Druck gepreßt werden, da es sich herausstellte, daß bei zunehmendem
Feuchtigkeitsgehalt des Katalysators die Druckfestigkeit abnimmt.
-
Im Beispiel 2 war der Feuchtigkeitsgehalt der Körper zu Beginn der
Carbonierung beträchtlich höher, als für die Reaktion erforderlich gewesen wäre,
und außerdem wurde das Kohlendioxyd durch einen Feuchtigkeitsmesser geleitet und
war deshalb weitgehend mit Wasser gesättigt. Wenn das Trocknen bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt
von ungefähr 5 °/0 fortgesetzt und trockenes Kohlendioxyd verwendet worden wäre,
so hätte sich trotzdem eine höhere Druckfestigkeit ergeben.
-
Beispiel 4 Ein betriebsmäßig hergestellter alkalisierter Eisenoxyd-Dehydrierungskatalysator
mit einem Gehalt von ungefähr 31 °/o Kaliumcarbonat und einer Druckfestigkeit von
ungefähr 7, 257kg wurde bei 40 bis 52°C in ein Rohr gefüllt. Obwohl der Katalysator
schon calciniert war, nahm er 1, 5"/o Wasser auf, das durch Trocknen bei 140° C
entfernt werden konnte. Ein Gemisch von Luft und Kohlendioxyd wurde durch ein Wasserbad
von 36, 7° C und dann durch den Katalysator geleitet. Die berechnete Zusammensetzung
des verwendeten Gases betrug 86, 3"/o Luft, 7, 7"/o Kohlendioxyd und 6, 0 °/o Wasser.
Die Druckfestigkeit des so behandelten Katalysators war 10, 433 kg je Teilchen.
-
Wie schon erwähnt, ist es ein Gegenstand der Erfindung, einen Katalysator
zu liefern, der besser befähigt ist, seine Druckfestigkeit beizubehalten.
-
Durch folgende Beispiele wird dies erläutert.
-
Beispiel 5 Ein Katalysator wurde nach der oben beschriebenen allgemeinen
Methode unter Verwendung von Kaliumcarbonat hergestellt. Der Katalysator enthielt
ungefähr 63°/o Fe203, 31°/o K2CO3 und 6°/o K2CrO4. Dieses Material wurde in einer
größeren Maschine unter beträchtlich höherem Druck als im Beispiel 1 in Körper von
ungefähr 3, 2 mm Durchmesser und 3, 2 bis 6, 3 mm Länge gepreßt. Nach dem Calcinieren
bei
einer Temperatur von ungefähr 600° C hatten die Kontaktkörper eine durchschnittliche
Druckfestigkeit von 7, 257 kg. Dieser Katalysator wurde bei 25°C 3½ Stunden lang
einer Luftatmosphäre mit einer relativen Feuchtigkeit von 90°lo ausgesetzt.
-
Die einzelnen Teilchen wurden mit dem Prüfgerät wie oben zerdrückt
und der ungefähre Prozentsatz der Teilchen je in drei verschiedenen Bereichen (0,
453, 0, 453 bis 3, 175, 3, 175 bis 11, 793 kg je Teilchen) bestimmt.
| Bereich Zerdrückt |
| kg olo |
| 0, 453 70 |
| 0, 453 bis 3, 175. 30 |
| 3, 175 bis 11, 0 |
Daraus geht hervor, daß, obwohl die ursprünglichen Katakysatorenkörper eine Druckfestigkeit
von 7, 257 kg besaßen, die Druckfestigkeit durch diese kurze Lufteinwirkung weitgehend
(bis unter 0, 906 kg) vermindert wurde.
-
Beispiel 6 Eine Probe (ungefähr 48 g) des gleichen calcinierten Katalysators
wie im Beispiel 5 wurde in ein Glasrohr gefüllt, in einem Wasserbad auf 83°C erhitzt
und ein Gemisch von Wasserdampf und Kohlendioxyd 21/2 Stunden lang durch die Probe
geleitet. Das Molverhältnis von Kohlendioxyd zu Wasserdampf im verwendeten Gas betrug
ungefähr 0, 9 : 1. Der Katalysator nahm 17, 2 °/o an Gewicht zu, und ungefähr 90
°/0 des Kaliumcarbonats wurden in Kaliumbicarbonat übergeführt. Die auf diese Weise
behandelten Körper wurden dann bei 25°C 3½ Stunden lang einer Atmosphähre mit 90
°le relativer Feuchtigkeit ausgesetzt und darauf ihre Druckfestigkeit wie im Beispiel
5 bestimmt. Die Ergebnisse waren wie folgt :
| Bereich Zerdriickt Durchschnittliche |
| Druckfestigkeit |
| kg % |
| 0,453 ................ 0 - |
| 0, 453 bis 3, 175.... 60 2, 540 kg |
| 3, 175 bis 11, 793.... 40 3, 854kg |
Daraus geht hervor, daß durch die Lufteinwirkung zwar ein Verlust an Druckfestigkeit
der Kügelchen eingetreten war, jedoch in geringerem Ausmaß als bei nicht erfindungsgemäß
behandelten Katalysatoren (Beispiel 5).
-
Beispiel 7 In einem anderen Falle wurde der gleiche Katalysator wie
im Beispiel 5 auf gleiche Weise wie im Beispiel 6 behandelt mit dem Unterschied,
daß die Temperatur auf 90°C erhöht, das Molverhältnis von Kohlendioxyd zu Wasser
auf ungefähr 0, 45 : 1 erniedrigt und die Behandlungszeit auf ungefähr 84 Minuten
verringert wurde. Ungefähr 89% des Kaliumcarbonats wurden in Bicarbonat übergeführt.
-
Der behandelte Katalysator wurde wie in den Bei-
spielen 5 und 6 feuchter
Luft ausgesetzt und dann geprüft. Die Ergebnisse waren wie folgt :
| Bereich Zerdrückt Durchschnittliche |
| kg °lo Druckfestigkeit |
| 0, 453 ................ 0 - |
| 0, 453 bis 3, 175...... 50 2, 494 kg |
| 3, 175 bis 11, 793...... 50 4, 445 kg |
Beispiel 8 Es kamen 136 kg eines betriebsmäßig hergestellten und calcinierten alkalisierten
Eisenoxyd-Dehydrierungskatalysators mit einer ähnlichen chemischen Zusammensetzung
wie die Katalysatoren der oben angeführten Beispiele in Form von Teilchen mit einem
Durchmesser von 4, 762 mm und einer Druckfestigkeit von 9, 525 kg zur Verwendung.
Dieses Material wurde in eine langsam rotierende schräggestellte Trommel gegeben
und 80 Minuten langWasser darübergesprüht, bis 5, 6% Wasser aufgenommen waren. Dann
setzte man 18 kg zerstoßenes Trockeneis innerhalb 53 Minuten zu. Dabei wurde die
Trommel leicht verschlossen gehalten. Der so behandelte Katalysator wurde darauf
24 Stunden lang einer Atmosphäre von 80 relativer Feuchtigkeit ausgesetzt, wonach
die Druckfestigkeit4, 082kg betrug. Der nicht bicarbonathaltige Katalysator hatte
nach einem solchen Ausgesetztsein eine Druckfestigkeit von nur 0, 453 kg.
-
Beispiel 9 136 kg eines betriebsmäßig hergestellten gepreßten Stoffes
mit ähnlicher Zusammensetzung wie im Beispiel8 wurden vor dem Trocken-und Calcinierungsvorgang
aus dem Preßgerät entnommen. Dieses Material wurde bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt
von 7, 4% teilweise getrocknet. Darauf setzte man es in eine Drehtrommel wie im
Beispiel 8 ein und gab 18 kg zerstoßenesTrockeneis während 45 Minuten zu. Etwa 92°/o
des Kaliumcarbonats wurden in Kaliumbicarbonat umgewandelt. Die Druckfestigkeit
der getrockneten, aber nicht calcinierten Katalysatorteilchen wurde nicht gemessen,
doch sie war offensichtlich für den praktischen Gebrauch weitaus zu gering. Die
Druckfestigkeit des behandelten Materials betrug 8, 165 kg. Nachdem es 24 Stunden
lang einer Atmosphäre mit 80% relativer Feuchtigkeit ausgesetzt war, betrug die
Druckfestigkeit 4, 989 kg. Dies ist weitaus höher als die Druckfestigkeit von nicht
behandeltem Katalysator, nachdem er einer solchen Atmosphäre ausgesetzt war.
-
Beispiel 10 EL (etwa 71 g) von calciniertem Katalysator mit einem
Gehalt von 63 % Fez 03, 31 % K2C0, 3 and 6 °f o Kz Cr O wurde in eine Röhre eingesetzt,
dann Kohlendioxyd bei Zimmertemperatur durch Wasser und darauf bei etwa 27°C durch
den Katalysator geleitet. Nach der Berechnung enthielt das Gasgemisch etwa 30 Mol
Kohlendioxyd pro Mol Wasserdampf. Der Katalysator nahm innerhalb I Stunde 2, 4 Gewichtsprozent
zu. Nach etwa 8 Stunden war die Umwandlung in Bicarbonat weitgehend vollständig
verlaufen. Es konnte beobachtet werden, daß eine heiße Zone durch das Katalysatorbett
in der Röhre wanderte. Für eine vollständige Überführung wurde
ein
Carbonatgehalt von 24, 0 °/o berechnet. 23s7 °/o wurden bei der Analyse gefunden.
-
Der auf diese Weise behandelte Katalysator wurde bei der Dehydrierung
von Buten-2 in Butadien unter folgenden Bedingungen und mit folgenden Ergebnissen
geprüft, welche zeigten, daß der Katalysator gut ist.
-
Strömungsgeschwindigkeit des Gases je Stunde.......... 500 Vol. Buten/Vol.
-
Katalysator/Std.
-
Molverhältnis von Dampf zu Buten.................... 12 Temperatur,
°C 620 640 660 UmwandlungvonButen, °/0... 30, 0 39, 6 50, 5 Selektivität für Butadien,
Molprozent.................. 78, 5 72, 3 65, 2 Aus obigen Beispielen geht hervor,
daß die erfindungsgemäßen Katalysatoren höhere Druckfestigkeit besitzen und diese
auch weniger leicht verlieren. Diese Eigenschalten erleichtern beträchtlich Herstellung,
Lagerung, Versand und Handhabung.