DE1161244B - Process for the regeneration of nickel-aluminum oxide catalysts - Google Patents
Process for the regeneration of nickel-aluminum oxide catalystsInfo
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Description
Verfahren zur Regenerierung von Nickel-Aluminiumoxyd-Katalys atoren Es ist bekannt, daß die beispielsweise zur Hydrierung von Phenol zu Cyclohexanol verwendeten Nickel-Aluminiumoxyd-Katalysatoren im Laufe der Zeit an Wirksamkeit verlieren und einem Regenerationsverfahren unterworfen werden müssen.Process for the regeneration of nickel-aluminum oxide catalysts It is known that, for example, for the hydrogenation of phenol to cyclohexanol used nickel-alumina catalysts in effectiveness over time lose and have to be subjected to a regeneration process.
Der Verlust der katalytischen Aktivität ist auf verschiedene Einflüsse zurückzuführen. So bewirkt schon die Ablagerung von harz- und koksartigen Rückständen auf dem Katalysator eine Leistungsminderung. The loss of catalytic activity is due to various influences traced back. This is how the deposit of resinous and coke-like residues already causes a reduction in performance on the catalytic converter.
Es sind daher Verfahren bekanntgeworden, die eine Auflösung derartiger Verunreinigungen mit einem Natronlauge-Äthylenglykol-Oemisch oder ähnlichen Mischungen bei Temperaturen von 150 bis 3000 C und anschließende Auswaschung mit Wasser vorsehen (USA.-Patent 2473 880).There are therefore methods have become known that a resolution of such Contamination with a caustic soda-ethylene glycol mixture or similar mixtures provide at temperatures of 150 to 3000 C and subsequent washing out with water (U.S. Patent 2,473,880).
Aber auch die im zu hydrierenden Produkt vorhandenen schwefelhaltigen Verbindungen führen durch Bildung von Nickelsulfid zur Unwirksamkeit des Katalysators. Dieser Erkenntnis trägt ein bekanntes Verfahren Rechnung, nach dem man den verbrauchten Katalysator mit Alkalinitratlösung bei 4500 C zu Nickeloxyd und Alkalisulfat oxydiert, das Alkalisulfat auswäscht, den Filterkuchen in Salpetersäure löst und die Lösung in bekannter Weise auf neuen Katalysator verarbeitet (Patentschrift Nr. 9536 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands). But also the sulfur-containing ones present in the product to be hydrogenated Compounds make the catalyst ineffective by forming nickel sulfide. A well-known process takes this knowledge into account, according to which the consumed Catalyst oxidized with alkali nitrate solution at 4500 C to nickel oxide and alkali sulphate, Washes out the alkali sulfate, dissolves the filter cake in nitric acid and the solution Processed in a known manner on a new catalyst (Patent No. 9536 des Office for Inventions and Patents in the Soviet Zone of Occupation in Germany).
Nach diesem Verfahren lassen sich jedoch Nickel-Aluminiumoxyd-Katalysatoren nicht beliebig oft regenerieren, da das Verfahren nach mehrmaliger Anwendung nicht mehr zu Katalysatoren mit ausreichender Aktivität führt. However, this process can be used as nickel-aluminum oxide catalysts do not regenerate as often as you like, as the process does not work after repeated use more leads to catalysts with sufficient activity.
Es ist auch bekannt, in Abänderung des vorstehend beschriebenen Verfahrens unter teilweiser Erhaltung der Struktur des Alumniumoxyd-Trägermaterials nach der Abröstung mit z. B. Alkalinitrat und Auswaschen der Sulfationen auf die Auflösung des Filterkuchens zu verzichten und nach der Trocknung nur eine Peptisation mit Salpetersäure im Kneter vorzunehmen (Patentschrift Nr. 7260 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands). Dieses Verfahren (VerfahrenA) bringt jedoch mit jeder Regeneration ein Ansteigen des Schüttgewichtes des Katalysators mit sich. Infolge der damit verbundenen Abnahme des Porenvolumens tritt eine stetige Minderung der katalytischen Aktivität ein. It is also known to modify the method described above with partial retention of the structure of the aluminum oxide carrier material after Roasting with z. B. Alkaline nitrate and leaching of the sulfate ions on the dissolution of the filter cake and only one peptization after drying Nitric acid in the kneader (Patent No. 7260 of the Office for Invention and patent systems in the Soviet zone of occupation in Germany). This method However, (method A) increases the bulk density with each regeneration of the catalyst with it. As a result of the associated decrease in pore volume there is a steady decrease in catalytic activity.
Ferner ist es bekannt, die Regeneration eines nikkelhaltigen Katalysators in der Weise vorzunehmen, daß man die verbrauchte Masse in Säuren auflöst und die durch anschließende Fällung mit Alkalihydroxyden oder -carbonaten erhaltenen Nieder- schläge mit Chlor oder chlorabspaltenden Mitteln behandelt. Nachdem die so behandelten Niederschläge alkalifrei gewaschen wurden, werden sie vom Waschwasser z. B. durch Filtration getrennt, wonach der dabei erhaltene Filterkuchen in üblicher Weise zu frischem Katalysator weiterverarbeitet wird. Dieses Verfahren hat jedoch keine technische Bedeutung erlangt, da die auf diese Weise regenerierten Katalysatoren eine verhältnismäßig schlechte katalytische Wirksamkeit besitzen. Dies ist unter anderem darauf zurückzuführen, daß die bei der Chlorbehandlung in die Katalysatormasse eingebrachten Chlorionen nur unvollständig wieder ausgewaschen werden können. It is also known to regenerate a nickel-containing catalyst make in such a way that you dissolve the used mass in acids and the obtained by subsequent precipitation with alkali hydroxides or carbonates blows treated with chlorine or chlorine-releasing agents. After the so treated precipitates Were washed alkali-free, they are removed from the washing water z. B. separated by filtration, after which the filter cake obtained in the usual way to fresh catalyst is further processed. However, this process has not acquired any technical importance, since the catalysts regenerated in this way are relatively poor have catalytic effectiveness. This is due, among other things, to that the chlorine ions introduced into the catalyst mass during the chlorine treatment can only be partially washed out again.
Die für sulfidische und trägerlose Metallkatalysatoren bekannten Regenerierungsmaßnahmen, die im allgemeinen in einer Abröstung oder einer Behandlung des verbrauchten Katalysators mit Wasserdampf und anschließender Reduktion mit Wasserstoff bestehen, beseitigen zwar die Kohlenstoffverunreinigungen, gestatten aber keine quantitative Entfernung des aktivitätsrnindemden Schwefels und bringen ebenfalls nur nach einer engbegrenzten Anzahl von Regenerationen eine ausreichende katalytische Aktivität (USA.-Patentschriften 2671 763, 2 697 078, französische Patentschriften 822 246, 863 398 und britische Patentschrift 536 193). The ones known for sulfidic and unsupported metal catalysts Regeneration measures, generally in a roasting or a treatment of the spent catalyst with steam and subsequent reduction with hydrogen pass remove the carbon impurities, but do not allow them quantitative removal of the activity-reducing sulfur and also bring sufficient catalytic regeneration only after a narrowly limited number of regenerations Activity (U.S. Patents 2,671,763, 2,697,078, French Patents 822 246, 863 398 and British Patent 536 193).
Die Ursache dafür, daß bei allen bekannten Regenerierungsverfahren nach mehrmaliger Anwendung keine ausreichende Aktivität des Katalysators mehr zu erzielen ist, liegt in der zunehmenden Verunreinigung des Katalysators durch Eisen bzw. Eisenoxyd, das während der Betriebs- und Regenerierungsperioden sich auf dem Katalysator ablagert bzw. aus den für die Regeneration verwendeten Chemikalien, wie Salpetersäure, Wasser usw., stammt, und in der Tatsache, daß mit keinem der genannten Verfahren diese Verunreinigungen aus der Katalysatormasse entfernt werden. The reason for that in all known regeneration processes after repeated use, the catalyst no longer has sufficient activity is to be achieved, lies in the increasing contamination of the catalyst by iron or iron oxide, which during the operating and regeneration periods on the Catalyst deposited or from the chemicals used for the regeneration, how Nitric acid, water, etc., originates, and in the fact that with none of the above Process these impurities are removed from the catalyst mass.
Es wurde nun gefunden, daß eine Abtrennung aller die katalytische Wirksamkeit mindernden Verunreinigungen gelingt, wenn man die inaktive Katalysatormasse in Salpetersäure auflöst, die Lösung mit einer zur Fällung der Sulfat- und Eisenionen ge-igneten Menge solcher Bariumverbindungen. durch die keine die Aktivität des herzustellenden Katalysators mindernden Bestandteile in die Lösung gelangen, versetzt, die auf diese Weise ausgefällten Verunreinigungen abtrennt und die verbleibende Lösung in bekannter Weise zu neuem Katalysator aufarbeitet. It has now been found that a separation of all the catalytic Effectiveness-reducing impurities succeed if you remove the inactive catalyst mass Dissolves in nitric acid, the solution with one to precipitate the sulfate and iron ions suitable amount of such barium compounds. through which none the activity of the to be produced Catalyst-reducing constituents get into the solution, added to this Way separates precipitated impurities and the remaining solution in known Way worked up to new catalyst.
Mit Vorteil werden als Bariumverbindungen Bariumcarbonat und/oder -hydroxyd verwendet.Barium carbonate and / or are advantageously used as barium compounds -hydroxyd used.
Zweckmäßigerweise verwendet man zur Auflösung des verbrauchten Katalysators heiße konzentrierte Salpetersäure, um sowohl eine hohe Auflösungsgeschwindigkeit als auch eine gute Oxydation des Kohlenstoffs und des Schwefels zu erreichen. Die Menge der Säure wird dabei so bemessen, daß eine Lösung entsteht, die möglichst wenig freie Salpetersäure enthält. It is expedient to use to dissolve the spent catalyst hot concentrated nitric acid to both a high rate of dissolution as well as good oxidation of carbon and sulfur. the The amount of acid is measured in such a way that a solution is created that is as possible contains little free nitric acid.
Die Menge der zuzusetzenden Bariumverbindungen richtet sich nach dem Gehalt der Lösung an Sulfat-und Eisenionen und muß zu deren Ausfällung ausreichend sein. The amount of barium compounds to be added depends on the content of sulphate and iron ions in the solution and must be sufficient for their precipitation be.
Beispiel Ein verbrauchter, nicht mehr hydrieraktiver und nach den bisher bekannten Verfahren nicht regenerierbarer Katalysator mit nachstehender Zusammensetzung: Glührückstand. ............ . 90,60/0 Nj ................ ..... 44,10/o Al2O3 ............ 31,550/0 5 ... . ......... 3,0401o NO2 .................. 0,76% Na2O 0, 33 8/o 0,330/o Fe ......................... 0,497% Molverhältnis Al2O3:Nl ..... 1:2,43 wurde nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in folgender Weise regenenert: 350 kg des Katalysators wurden in 14001 auf 900 C erhitzte Salpetersäure der Dichte 1,386 unter Rühren eingetragen. Nach völliger Auflösung und Auffüllung mit Wasser auf 18001 enthielt die Lösung 85, 5 g Ni/l 61,9 g Al2O3/l 14,4g 803/1 0,72 g Fell Der heißen Lösung wurden unter laufendem Rühren 64,8 kg Bariumcarbonat zugesetzt. Die dabei ausfallenden Verunreinigungen wurden anschließend durch Dekantieren abgetrennt. Die verbleibende Lösung, die keine Sulfationen und nur noch 0,14 g Fe/l enthielt, wurde in bekannter Weise bei 900 C mit Sodalösung versetzt, das ausgefällte Produkt auf einer Filterpresse ausgewaschen, getrocknet und im Wasserstoff bei 4000 C reduziert. Example A used, no longer hydrogenation active and after the previously known methods of non-regenerable catalyst with the following composition: Ignition residue. ............. 90.60 / 0 Nj ................ ..... 44.10 / o Al2O3 ............ 31,550 / 0 5 .... ......... 3.0401o NO2 .................. 0.76% Na2O 0.33 / o 0.330 / o Fe ......................... 0.497% molar ratio Al2O3: Nl ..... 1: 2.43 was after regenerated by the process according to the invention in the following way: 350 kg of the catalyst were introduced into 14001 heated to 900 C nitric acid with a density of 1.386 with stirring. After complete dissolution and topping up to 18001 with water, the solution contained 85.5 g Ni / l 61.9 g Al2O3 / l 14.4g 803/1 0.72 g fur The hot solution was under 64.8 kg of barium carbonate were added while stirring. The resulting impurities were then separated by decantation. The remaining solution that is no Sulphate ions and only 0.14 g Fe / l contained, was in a known manner at 900 C mixed with soda solution, the precipitated product washed out on a filter press, dried and reduced in hydrogen at 4000 C.
Die katalytische Aktivität des auf diesem Wege regenerierten Katalysators (Verfahren B) ist weitaus besser als die des nach dem beschriebenen Verfahren A regenerierten Katalysators. The catalytic activity of the catalyst regenerated in this way (Method B) is far better than that regenerated by method A described Catalyst.
Die drucklose Technikumsausprüfung mit einem Phenol-Cyclohexanol-Gemisch
brachte folgende Ergebnisse: Temperatur .... . 140 C Einsatzprodukt . ... 50 0;
Phenol, 50% Cyclohexanol Produktdurchsatz . . 100 cm3 Phenol-Cyclohexanol-Gemisch
je Stunde Wasserstoffdurdsatz .. 200 1 Katalysatorvolumen . 30 cm3
Claims (2)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEV21832A DE1161244B (en) | 1962-01-04 | 1962-01-04 | Process for the regeneration of nickel-aluminum oxide catalysts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEV21832A DE1161244B (en) | 1962-01-04 | 1962-01-04 | Process for the regeneration of nickel-aluminum oxide catalysts |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1161244B true DE1161244B (en) | 1964-01-16 |
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ID=7579440
Family Applications (1)
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DEV21832A Pending DE1161244B (en) | 1962-01-04 | 1962-01-04 | Process for the regeneration of nickel-aluminum oxide catalysts |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE1161244B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1262977B (en) * | 1964-11-10 | 1968-03-14 | Leuna Werke Veb | Process for the regeneration of nickel-aluminum oxide catalysts |
-
1962
- 1962-01-04 DE DEV21832A patent/DE1161244B/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE1262977B (en) * | 1964-11-10 | 1968-03-14 | Leuna Werke Veb | Process for the regeneration of nickel-aluminum oxide catalysts |
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