DE1542411A1 - Katalysator zur Umwandlung von kohlenstoffhaltigen Verbindungen - Google Patents

Katalysator zur Umwandlung von kohlenstoffhaltigen Verbindungen

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DE1542411A1
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Description

DK. E. WIEGAND
. MÖNCHEN''
DIFL-ING. W. NIEMANN
HAMBURG PATINTANWXLTI
8000 MÖNCHEN 15,
NUSSBAUMSTRASSE 10 λ f ι fs i Λ Λ
TELEFON! 555474 Λ Q Zj £ 1} Jj
W. 1203^/55 9Air
Socony Mobil Oil Company, Ine, hevr York, H.Y. (V.St.A,)
üp.talyßator zur Umwandlung von kohlenstoffhaltigen Verbindungen,
Die Erfindung richtet sich auf zusammengesetzte Katalysatoren, die feinteilige katalytisch aktive Teilchen umfassen, welche in poröse Krägerteilchen eingeschlossen sind, j sowie auf Verfahren zur Herstellung und Anwendung derartiger Katalysatoren,
In jüngerer Zeit ist festgestellt worden, daß eine neue Klasse von Materialien, die als kristalline Lx-vallal !aminosilicate bekannt sind, katalytische Aktivität eine Vielzahl von organischen Umwandlungsreaktionen
BAD ORIGINAl.
und insbesondere für die katalytische Krackung von Erdöl besitzt. Es hat eich gezeigt, daß einige kristalline Hetallaluminosilicate eine wirklich außergewöhnliche Krackaktivität in der Größe des Mehrtausendfachen der Aktivität von herkömmlichen amorphen Siliciumdioxyd-Aluminiumoxydgel-Krackkatalysatoren haben.
Wenngleich eine derartige außergewöhnliche Aktivität große Aussichten für eine "bedeutsame Zukunftrer":-
™ v/icklung bei der katalytischem. Krac~:ung ve:. Dr-'.öl urJ. 'oei anderen Verfahren, bei denen derartige Katalysator?-: Anwendung finden, verspricht, sind herlcomcliche iexi'c-.. re und Vorrichtungen nicht geeignet, die Vorteile derart!j hochaktiver Katalysatoren voll auszunutzen.
Aus diesen Gründen sind eine Anzahl von Arbeitsmethoden entwickelt worden, um die Eigenschaften vor* kristallinen Metallaluminosilicatkatal^satoren derart -/:- zuwandeln, daß sie mit Vorteil in herkömmlichen liatal^"-tischen Anordnungen verwendet werden können. Zu i.en für diesen Zweck entwickelten iiethoden gehören Wasserdsjapfl:el"ar.f ■ lung, Ionenaustausch, Vermischung mit weniger aktiven oder inerten Materialien und die. Bildung von zusaimaengesetzterleilchen mit weniger aktiven oder inerten Hatrixkomponenten.
Eine Vereinigung mit anderen Materialien ist in allgemeinen durch gleichmäßige Verteilung von 'Heilchen der
BAD ORKSlWU.
aktiven kristallinen Ketallaluminosilicatkompanente in einer weniger aktiven oder inerten Komponente durchgeführt worden« Die Verteilung der aktiven Komponente in der weniger aktiven oder inerten Matrixkomponente erfolgte auf einem von zwei grundsätzlichen Wegen. Eine G-rundlaethode umfaßt ein gleichmäßiges Vermischen von Teilchen der aktiven Komponente mit gelhil'denden Lösungen unter nachfolgender Verfestigung der Lösungen zur Bildung von Q-elteilchen, in denen die aktiven Teilchen dispergiert sind. Eine Bweite Hauptmethode umfaßt die Bildung eines Schlammes oder Breies von Teilchen sowohl der aktiven βίε auch der Matrixkoaponenten nit nachfolgender Sprühtrocknung but Erzeugung von zusammengesetzten Teilchen.
Bei beiden beschriebener. Arbeitsmethoden enthält der erzeugte -Katalysator, ob er nun in Form von Perlen oder Wirbelscnlchtteilchen vorliegt, die aktive Komponente in verhältnismäßig Gleicniö*rmi£:er Verteilung durch die gesamte Matrixkoaponente. Diese Tatsache kann zum Auftreten gewisser Schwierigkeiten bei der Verwendung* eines derartigen Katalysators führen·
NT
Venn b#iepiel»weise der Katalysator zum Kracken einte Erdöleinsatsaaterials verwendet wird, kann der Anteil der aktiven Komponente in des Kern dei Katalysatorsteilchens für die Kol&eiarftsserstoffdämpfe verhältnismäßig unzugänglich
009814/1729
BADORlGJNAt
sein. Demgemäß ist zumindest ein Teil der aktiven Komponente des Katalysators unwirksam und das Krackvermögen des Katalysators wird verringert.
Die Verteilung der Teilchen der aktiven Komponente durch die gesamte Matrix kann auch die Festigkeit oder den Zusammenhalt der Teilchen verringern und demgemäß zu einer niedrigen Abriebsbeständigkeit führen. Bei jedem Verfahren, das eine Wiederverwendung des Katalysators vorsieht, stellt, eine schlechte Abriebsbeständigkeit einen schwerwiegenden Mangel dar^ da das einen ständigen Ersatz des zerfallenen Katalysators und eine ständige Entfernung der in dieser Weise erzeugten Feinteile erforderlich macht.·
Die Erfindung gibt eine Lösung für diese in der Technik bisher ungelösten Schwierigkeiten an.
Allgemein.sind gemäß der Erfindung zusammengesetzte Katalysatoren vorgesehen, die eine verhältnismäßig inaktive öder inerte Matrixkomponente und eine aktive Komponente umfassen. Die Matrixkomponente des zusammengesetzten Katalysators bestehtjaus Grundteilchen mit Makroporen, in die feine QJeilchen der aktiven Komponente eingelagert oder eingesiebt sind.
Die makroporigen Grundteilchen haben vorzugsweise einen Mindestdurchmesser von 2 mm· Wenigstens 50 % der Poren dieser Grundteilohen sollten vorzugsweise einen > +
009814/1723
Durchmesser von mehr als 50 Mikron haben. Die aktive ■ Komponente hat die Form von Teilchen mit Durchmessern von weniger als 50 Mikron,
Die aktive Komponente ist in die Poren der Grundteilchen mindestens in einem Ausmaß von 0,5 Gew.-% und bis herauf zu 20 Gew.-?o des Grundmaterials eingelagert.
Weiterhin wird es bevorzugt, daß die Grundteilchen harte und verhältnismäßig nicht-poröse Kerne aufweisen uiil daß die aktive Komponente in die Grund- oder Matrix- ™ teilchen nur bis zu einor Tiefe von etwa 1/3 bis 1/2 des Hadius1 der Grm:·'!teilchen eindringt bzw. eingelagert irr1;.
Die vorliegende Erfindung schafft somit einen zusammengesetzten Katalysator, der makroporöse Grundteilc-ien und feine Teilchen einer aktiven Katalysatoricoiiiponente in den Poren der Grundteilchen umfaßt, wobei die makroporösen Gruiidteilchen einen Liindestdurchmesser von 2 mm haben und mindestens 50 % der Poren einen Durch- j messer von mehr als 50 Mikron aufweisen, und die feinen Teilchen desfaktiven Katalysators kleiner als 50 Mikron . im Durchmesser sind und mindestens etwa 0,5 Gew.-% der Grundteilchen ausmachen. , J '
Die Erfindung schafft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von zusammengesetzten Katalysatoren, bei dem man makroporöse Grundteilchen und feine .Teilchen einer ':
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BADORfGlNAL ■//
aktiven Katalysatorkomponente zusammen walzt oder rollt, wobei die iaakroporösen Grundteilchen einen Mindestdurchmesser von 2 mm haben und mindestens 50 % ihrer Poren einen Durchmesser von mehr als 50 Mikron aufweisen und die feinen Teilchen des aktiven Katalysators einen Durchmesser von weniger als 50 Mikron besitzen, und das Walzen oder Hollen fortsetzt, bis mindestens 0,5 Gew.-^ der aktiven Komponente in die Poren der Grundt eil eher, eirire- ψ lagert oder eingesiebt sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der aktiven Komponente um ein kristallines Ketallaluminosilicat mit der naclisteler/ en allgemeinen Formel
M0O . Al2O3 . YSiO2 . ZH2O η
in der Salzform, wobei η die Wertigkeit des Metallkation?: M, Y die Zahl der Hole an Siliciumdioxyd und Z . ήΛ. das Hydratationswasser bedeuten; kristalline Aluminosilicate der vorstehend angegebenen Struktur können durch 5ntf ernur.r des Hydratationswassers aktiviert werden und sie besitzen, wenn sie in dieser Weise aktiviert worden sind, aktive Stellen, die zur Förderung von katalytischen Umwandlungen in der Lage sind. Es hat sich gezeigt, daß die Aluminosilicate : nach der Dehydratation hochgradig porös, sind und zahlreiche Oberflächenhohlräume und innere Poren, welche die Hohlräume
BAD ORIGINAL
— Ό —
miteinander verbinden, besitzen· Diese Poren haben einen im-wesentlichen konstanten Durchmesser, im allgemeinen im Bereich von 3 bis 13 Angströmeinheiteii, v/obei die genaue Größe von der Zusammensetzung und der Struktur deß besonderen Aluminosilicats abhängt.
Um die Eigenschaften derartiger Materialien abzuwandeln, können die ursprünglichen Kationen der Aluminosilicate, gewöhnlich Natrium, Kalium und/oder Calcium, durch lonenaustauschverfahren ausgetauscht werden. Es ä
wurde gefunden, daß ein Ionenaustausch der ursprünglichen Ionen eine besonders vorteilhafte Wirkung auf die katalytischen Krackeigenschaften der kristallinen AluminoslLtete hat.
Geeignete kristalline Aluminosilicate zur Verwendung bei der Herstellung der Katalysatoren gemäß der Erfindung umfassen sowohl natürliche als auch synthetische kristalline Aluminosilicate·
Sa gibt eine beträchtliche Angab! natürlicher
kristalliner Zeolithe und unter diesen hat sich ¥aujasit * als ein besonders brauchbares Material für die Herstellung der Katalysatoren geaaß der Erfindung erwiesen« Andere geeignete natürliche kristalline Zeolithe sind beispielsweise Analcit, Paulingit, Ptilolit, Slinoptilolit, f|l Ferrierit, Ohabajftit, <3»elinit, Levynit, Arionit und Mordenit.
BAD ORIGiMAL
Zu den am meisten geeigneten synthetischen kristallinen Aluminosilicaten gehören die synthetischen Faujasite, einschließlich sowohl der X- und Y-Typen, die eine Kristallstniktur haben, welche derjenigen des natürlichen Faujasite entspricht.
Ein anderer wichtiger synthetischer kristalliner Zeoliti:, für den es ke,ine entsprechende natürliche I'orm gibt, ist Zeolith A.
' Zu anderen geeigneten synthetischen kristallinen Zeolithen, die im Rahmen der Erfindung brauchbar sind, gehören beispielsweise Y-Zeolith, B-Zeolith, E-Zeolith, F-Zeolith, G-Zeolith, H-Zeolith, K-G-Zeolith, J-Zeolith, L-Zeolith, H-Zeolith, K-M-Zeolith, Q-Zeolith, E-Zeolith, S-Zeolith, T-Zeolith, U-Zeolith und Z-Zeolith.
Sehr gut brauchbare kristalline Aluminosilicatkatalysatoren können hergestellt werden, indem man Hatrium-X-Molekularsieb einem Ionenaustausch mit einer Lösung von Seltenen-Erdmetallchloriden unterwirft, bis der Ivatriumgehalt auf unter 1,0 % oder in den Bereich von 0,2 bis 1,0 Gev/,-% !.Natrium verringert ist und bis 25 Gew.-% Seltene-Erdmetallionen, berechnet als .Seltene-Brdoxyde, eingeführt sind,
• Die verschiedenen Formen von synthetischen kristallinen Aluminosilicaten werden zuweilen auch durch
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BAD ORIGINAL
vorgesetzte Zeichen und Zahlen gekennzeichnet, z.B. 4A-, 5A- und 13X-Zeolith. Die 4A- und ^-Materialien . ' sind Zeolithe der kristallinen Struktur A und sie haben eine Pf^engröBe von et?ra 4 A ^sv/. 5 & Durchmesser. Ein 132-LIäterial ist ein solches mit einer kristallinen X-3truktttr und einer Poreiigröße von etwa 10 £ Durchmesser.
Die Aluminosilicatiaaterialien können auch in die H- oder SäureCOrm, in der Wasserstoffionen die Kationensteilen einnehmen, ua^ewändeIt \7erdexi.
Gemä2 anderen Ausfiiij.ru2ij;sformen der Er !rann die aktive Komponente ein Plafeinrnetall sein, r/eise ßuthenium, Hliodium, Palladium, Osmium, Iridiiim und Platin, oder Kupf ei^ciiroiaib^ Teilchen von Kupf erchronit oder einem der Platinmetalle, die in die Poren der makroporösen Grund- oder Matrixteilchen eingelagert oder eingesiebt sind, erzeugen zusammengesetzte Oxydationskatalysatoren. Derartige Produkte sind besonders brauchbar für die Oxydation von Auspuffgasen, die bei der Verbrennung von bleifreiem Benzin in Kraftfahrzeug- oder anderen Liaschinen erzeugt v/erden.
Die Grundteilchen können aus irgendeinem geeigneten makroporösen Material bestehen, z.B, Aluminiumoxyd, Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd, Siliciumdioxyd, Zirkonoxyd, kio^nesiumaluminat, Titanoxyd und Zirkonsilicat.
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BAD
- ίο -
Vorzugsweise haben die Grund- oder 3?rägerteilchen einen nicht-porösen Kern, und eine Schicht aus gesinterten l'eilchen auf dem Kern, die eine makroporöse Struktur an der Oberfläche der "Teilchen schafft. Wenn dann die f einteilige aktive Komponente in die makroporöse Schicht eingeführt wird, dringt sie nur bis zu dem dichten Kern ein, d.h. zu einer Tiefe von allgemein etwa 1/4 bis 1-/2 des Teilcheirradius1.
W Besonders brauchbare Katalysatoren für die Kr seining
von-Erdöl umfassen makroporöse Grundteilchen aus inertem Siliciumdioxid-Aluminiumoxid und eine aktive Komponente aus mit Seltenen-Erdmetallionen ausgetauschtem natürlichen oder synthetischen Faujasit oder mit Seltene—-Srdaietallicneratis^etauschteia L-Zeolith.
Wenn Üxydationskataljsatoren unter Verwendung einer aktiven Komponente aus Platin oder Kupferchromit hergestellt werden, besteht der Träger mit Makroporen vorzugsweise aus einem reinen Aluminiumoxydmaterial.
Die Erfindung wird nachstehend anhand vor. Ausführungsbeispielen reiter erläutert.
Beispiel Λ
Inerte makroporöse Silieiumdioxyd-Aluminiumoxyd-Irägerteilchen (Hbrton £*4 5215) in Form von 8 mm (5/16") Kugeln wurden mit f einteiligem mit Seltenen-Erden
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BAD ORIGINAL
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ausgetauschten X-Aluminosilicatpulver gewalzt oder gerollt. \ Die Grundteilchen bestanden aus 85 % Aluminiumoxyd und 15.% Siliciumdioxyd, wobei 90 % der Poren einen Durchmesser von mehr als 50 Mikron hatten. Die !Teilchen des mit Seltenem-Erdmetall ausgetauschten X-Aluminosilicatpulver« hatten einen Durchmesser von unter 50 Mikron.
Der sich ergebende Katalysator wurde analysiert und er enthielt 1,16 % Seltenes-Erdoxyd oder etwa 4,5 % des mit Seltenen-Erdmet all ionen ausgetauschten X-Alumino- ä silicate* Eine visuelle Prüfung zeigte, daß die aktive Komponente in Hähe der Oberfläche der Grundteilchen konzentriert war·
Beispiel 2
Ein Katalysator, mit 4,5 Gew.-% mit Seltenen-Erdmetallionen ε üsgetauscht em X-Alumino sil ic al;, relcLes gleichmäßig in einer Siliciumdioxyd-Aluminiumo-^-dgelmatrix verteilt warf wurde nach einer ArtcitGnethode untersucht, die als "Oat-D11 £est bekannt ist.
Der Gat-D lest ist ähnlich wie die als "Gat-A" liest bekannte Arbeitsweise, der Hauptunterschied zwischen den beiden Methoden liegt in der Produktgewirjjrangsanordnung. Bei dem Gat-A 2est werden die gekrackten Produkte kondensiert und bei 160G (0O0F) gesammelt, während „lie leichten Gase direkt zu einer GasGewinnungseinrichtuiis strömen. Demwerden bei dem Gat-D 2est die schwereren gekrackten
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BAD ORIGINAL
. Produkte bei 660O (1500F) kondensiert, während die leichten ' Produkte durch eine kalte Falle bei -73°O (-10O0F) geleitet v/erden, bevor sie in eine Gas sammele i'nri clitung eintreten. Das Kondensat in der kalten Falle wird nach dem Versuch langsam auf 660G (1^00F) aufgetaut (weathered).
Bei der Durchführung der Er-talysatorprüfung mittels des Cat-D Testes wurde, ein Einsatzmaterial verwendet, das ein Standard-Mid-Gaabinent-Gasöl der nachstellenden Eigen- ψ schäften umfaßte:
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BAD ORiO)NAL
Spezifisches Gewicht 0API
Anilinzahl, F Schwefel, Gev:.-/ö Stickstoff, Gev;.-% Terkoliuncsrückstand, Gew. -% Destillation
ArLfaiv—'siede-vTrV-t VoI. -:j'
rr vol.-;;
ic Tol...
2Ü Vol. -/j
40 ToI.-55
50 Vo 1, -/o
60 Vol. -70
70 Vol.-Si
30 Vo 1.-%
90 Vol.-^
95 Siedeende
0 ,333 (0J?)
0 13 (453)
0 0 ,5 C ^s^)
23 ,52 (557)
131 ,07 (-501)
,35 (630)
(6S5)
(705)
0O (752)
237 (778)
239 (354)
292 (919)
317 (947)
332
352
374-
400
415
456
493
508
Das Einsatzmaterial wurde mittels einer positiven .Verdrängung spumpe in einen Vorerhitzer eingeführt. Der Vorerhitzer war mit einem Krackgefäß verbunden. Sowohl der Torerhitzer als auch das Krackgefäß waren aus Stücken von Glasrohr normaler Wandstärke mit 28 mm Außendurchmesser, die durch
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BAD OFHGINAL
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einen kurzen EaIs aus einem schweren Glasrohr verbunden waren, angefertigt. Ein Stopfen aus einem rosbfreien Stahlsie"b war in das den Vorerhitzer und das Krackgefäß verbindende Rohr eingesetzt. Der Vorerhitzer vrarde mit 125 ml zerstobenem ^uarz von 4-5 Maschen (mesh) gefüllt* Der Vorerhitzer und der Reaktor wurden in einen rohrförmigen Ofen eingesetzt; sie waren mittels eines West-Kühlers gegen den Boden abgestützt.
Des Einsatzmaterial wurde dann unter den nachstehend aufgeführten Realst ο rbedingungen umgewandelt:
Stündliche iiaumströmungsgescr-v/indigkeit
der S'lüi'sii'lreit J5C
Kataljsator/Öl-Verhältnis, Vol./Vol. 2,0
mittlere Reaktortemperatur, 0C (0F) 489 (P7?) Katalysatorvolumen, ml 1CC*
ölzuführun^sverhältnis, ml/min 5
Betriebszeit, min 10
*100 ml Katalysator sind mit 100 ml ^ vermischt, so daß sich ein Gesamtvolumen
von 200 ml ergibt.
Die Umwandlungsprodukte traten in den Kühler ein und wurden gekühlt und gesammelt, währond die gasförmige^ Nebenprodukte der Reaktion in einer :Irockeneis/Aceton-Kühlfalle herausgekühlt wurden; danach wurde das Gas bei
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15424T1
atmosphärischem Druck gesammelt.
Die nebenprodukte der Umwandlung wurden untersucht und ergaben die nachstehenden Ergebnisse:
C^-freies Benzin, Vol.-% 35»?
Gesamt-O^, Vol.-% 6,1
Trockengas, Vol.-% 2,2
Koks, Gew,-% 1,3
Umwandlung, Vol.-% 33,3
Beispiel 3
Der Katalysator gemäß-Beispiel 1 wurde dem Cat-D Test unterworfen, er ergab dabei folgende Ergebnisse:
< Vorteil des Katalysators
von Beispiel 1 über den Katalysator von Beispiel 2
CL-freies Benzin, Vol.~% +2,3 %
Geaamt-C^ , Vo 1«-Jo -1,S
Trockengas, Vol.-# -Ir0.
Koks, Gev.-% -0,5
Aus den vorstehenden Werten ist ersichtlich, äa£ der Katalysator gemä£ Beispiel 1, bei den die -leuchen des mit Seltenen-Erdmetallionen ausgetauschten X-Aluminosilicats in die Oberfläche von makroporösen Grundteilcl^en eingelagert lind in den Poren in ITähe der Oberfläche der Grun&teilcken kon2sentriert sind, wesentlicli wirksamer als der Katalysator gemäß Beispiel 2 ist, bei den die aktive ·
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BAD ORfGiNAL
mit Seltenen-Erdmetallionen ausgetauschte X-Aluminosilicatkomponente gleichmäßig verteilt ist. Der Katalysator gemäß Beispiel 1 führt zu einer höheren Erzeugung von C^-freiem Benzin und zu einer Verringerung der C^-Kohlenwasserstoffe, des Trockengases und des Kokses.
Beispiel 4
Es v.nirden 100 c Grundteilchen großen Porendurch-
mess.ers (Norton LA 800) in Form von 6,4 mm. (1/4 inch) Kugeln, ' die 85 % Aluminiumoxyd und 15 % Siliciumdioxyd umfaßten, und bei denen 90 % der Poren eine Größe von mehr als 50 Mikron hatten, 12 Stunden in einem Gefäß gerollt, das 15 G eines feinteiligen Kupferchromitpulvers mit einen Teilchendurchmesser von weniger als 50 Mikron enthielt. Teilchen des Katalysators wurden dann in zwei Teile gespalten und es wurde beobachtet, daß sich das schwarze Kupferchromitpulver in das Grundmaterial fais zu einem Abstand von etwa 0,4 mm (1/64 of an inch) oder etwa 1/8 ) des Teilchenradius1 eingelagert hatte.
Der Ln dieser Weise hergestellte Katalysator ist für diffusionsgesteuerte Reaktionen brauchbar und er eignet sich, wo es ervrür-scht ist, eine sehr kleine Menge eines kostspieligen Materials in einer hohen Konzentration in Nähe der äu.Ceren Oberfläche des KatpJLyeatorsteilcliens zu verwenden. Nach dieser Arbeitsweise kann ein aktiver Katalysator in einen harten abriebsbeständigen Träger ein-
• . ' " 0098U/1723
BAD
- 17 - "
verleibt werden, um einen zusammengesetzten Katalysator von verringertem Diffusionswiderstand zu erzeugen»
Der mit Kupferchromit imprägnierte bzw. gefüllte Träger ist als Oxydationskatalysator für einen kat&lytischen Umwandler für Kraftfahrzeuge brauchbar, um die Verbrennungsgase einer mit Benzin betriebenen Verbrennungskraftmaschine vollständig zu oxydieren.
Beispiel ü?
Die Arbeitsv/eise gemäß Beispiel 4 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß mit Platin imprägniertes AliiEiiniumoxydpulver anstelle des Kupferchromits und im wesentlichen reines Aluminiumoxyd anstelle der Siliciumdioxyd-Aluminiumourya-Srager teilchen verwendet wurden.
Beispiel 6
Katalysatorherstellung:
■ Ein Brei von 400 g V^-Aluniniumoxyd (KA.101) in 1000 ml Wasser wurde naß in einer Kugelmühle vermählen, bis die mittlere Teilchengröße des Aluminiumoxyds 4 Mikron betrug. Dann wurden 174- ml Ohlorplatinsäure, die 0,046 g Platin je ml Lösung enthielt, langsam zu dem gerührten Brei zugesetzt. Der Brei vmrde zur Trockne eingedampft und in einer Luftatmosphäre bei 538°0 (10000S1) drei Stunden calcin.iert.
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BAD ORfÖlNAL
5>5 kg (12 pounds) makroporöse Trägerteilchen (ITorton SA .5215) v/urden in dem Pulver gerollt, bis 290 r des mit Platin imprägnierten. Aluminiumo^ydpulvers in die Poren des Grundmaterials eingedrungen und rarir. abgelagert waren.
Umwandlung::
Ein katalytischer Umwandler, v/ie er in der USA-Pat.entschrift 3 024- 595 beschrieben ist, wird mit den nit dem Träger vereinigten Platinkatalysatorteilchen gefüllt. Wenn der Umwandler anstelle des üblichen 3cLs.llf.ämpferc an einem Kraftfahrzeug angebracht 7/ird, v/erver; die restlichen Kohlenwasserstoffe und das IZo al em ο no 3:3.-:"'. in dem Auspuffgas zu Kohlendioxyd und Wasser oxydierte Typische Leistungsdaten für einen derartigen Umwandler bei Verwendung mit einem Fahrzeug, das mit bleifreie:-! Benzin betrieben wird, sind nachstehend angegeben:
Umwandlung zu Wasser und/oder Kohlendioxid, ,Ό
Ξ ir_l cS t emp er atur
el, Auspuff gase s
Betrieb (node) 0 ( ff) Kohlenwasserstoffe Kohl eng;
Fahrgeschwindigkeit (cruise)
48 km/h (30 mph)371 (700)- SO c/o
64 km/h (40 mph)427 (SOO) 90 ?ό
96 km/h (60 mph)53S (1000) __ 98 % .,
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BAD ORIGfNAt
1542AM
• · Die Kraftfahrzeugauspuffgas-umwandlungskatalysatoren \ " sind über einen Temperaturbereich von 260 - 8710G (500-160O0S1) «irksam.*
Aus den vorstehenden Darlegungen ist ersichtlich, daß die Erfindung eine neuartige Klasse von hochaktiven zusammengesetzten Katalysatoren mit guter Abriebsbeständigkeit schafft. Da die aktive Komponente der Zusammensetzung an oder in ITähe der Oberfläche des Katalysators konzentriert ist, werden bei Verwendung derartiger Katalysatoren auch Diffusionsprobleme auf ein Geringstmaß verringert.
Die vorstehenden Angaben und Beispiele zeigen, daß die Erfindung auch Verfahren zur Durchführung von Oxydations-, Krack- und vielen anderen Umwandlungsreaktionen in einer sehr wirksamen Weise durch Anwendung der erfindungsgemäßen Katalysatoren schafft.
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BAD ORIGINAL

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Katalysator zur Umwandlung von kohlenstoffhaltigen Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß er makroporöse Trägerteilchen und feine Teilchen einer aktiven Katalysatorkomponente in den Poren der Trägerteilchen umfaßt, wobei die makroporösen Trägerteilchen einen llindestdurchmesser von 2 mm haben und mindestens 50 % ihrer Poren einen Durchmesser von mehr als 50 Mikron besitzen, und die feinen Teilchen des aktiven Katalysators einen Durchmesser von weniger als 50 Mikron aufweisen und mindestens 0,5 Gew.-# der Trägerteilchen ausmachen.
    2. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Komponente aus Platin, Palladium, Kupferchromit oder einem kristallinen Metallaluminosilicat bzw. einem diese Stoffe enthaltenden Llaterial besteht.
    *. Katalysator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerteilchen aus Siliciumdioxycl, Aluminiumoxyc1., Siliciumdioxyd-Aliaainiunoxyd, Magnesiumalumi-
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    BAD ORIGfNAt
    nat, Zirkonoxyd, Titanoxyd oder Zirkonsilicat bzw. einem 'solche Stoffe enthaltenden Material bestehen.
    4c Katalysator nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch ,gekennzeichnet, daß die Trägerteilchen aus Siliciumdio^nl-Aluminiumoxyd und die aktive Komponente aus einem mit Seltenen-Erdmetallionen ausgetauschten Faujasit vom X-'Iyp oder L-Zeolith bestehen.
    5. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Träserteilchen im wesentlichen aus reinem Aluminiumoxyd und die aktive Komponente aus mindestens einem LIetall aus der Gruppe Ruthenium, Hlioditim, Palladium, Osmium, Iridium, Platin oder Kupferchromit bestehen. (
    6. Katalysator nach einem der Ansprüche 1-5» dadurch gekennzeichnet, da£ die Trägerteilcheii dichte im wesentlichen nicht-poröse Kerne und eine eine makroporöse Struktur ergebende Schicht aus gesinterten Teilchen auf den Kernen aufweisen, wobei sich die makroporöse Struktur ( bis zu einer Tiefe von etwa der Hälfte des Eadius1 der 'Dräcerteilchen erstreckt.
    7. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß man die makroporösen Trägerteilchen und feine Teilchen der aktiven Katalysatorkomponente zusammen rollt oder walzt und das Hollen oder Walzen fortsetzt, bis mindestens
    0098U/1723 . '
    BADORfGlNAt \ '
    16*2411
    0,5 Gtewm-% der aktiven Komponente in die Poren der Srägerteilchen eingelagert sind.
    CiQien/1723
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