DE1767516C3 - Process for the preparation of a catalyst for the steam reforming of hydrocarbons - Google Patents
Process for the preparation of a catalyst for the steam reforming of hydrocarbonsInfo
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Description
beiat
Die Raumgeschwindigkeit des reduzieren- ; St keine nennenswerte Wirkung auf die %&%? E< kann eine beliebige Nickeliak ^ w rden die durch WasserstoffReduce the space velocity of the-; Is there no noticeable effect on the % &%? E <can be any Nickeliak ^ w rden by hydrogen
von 4Oo'bis 7000C zersetzt und ^^. ^ metallisohes Nickel decomposed from 40o 'to 700 0 C and ^^. ^ metallic nickel
^Se sind anorganische Nickelsalze wie bidet· »£ρ.β ixhfS Nickelcarbonat, N.cxel-^ S e are inorganic salts such as nickel bidet · »£ ρ.β ixhfS Nicke lcarbonat, N.cxel-
N ckeicaiD°n ' , t usw. oder organische Nickelhydroxyd K.ekel y Njckelformiati NickelacetatN ckeicai D ° n ', t etc. or organic nickel hydroxide K.ekel y Njckelformiati Nicke l a cetat
salze, wie kelverbindungen werden getrocknet,salts, like kel connections are dried,
usw. υ e* hließend vollständig mit Zementetc. υ e * closed completely with cement
Pulveri*!ert ""J ^Lr Zugabe von Wasser wird die · 'forrnt Und gehärtet. Es ist auch möglich, einfach zu formen und zu härten und an-...^^η" lösung einer Nickelverbindung auf fließend e»« * und denselben hiermit zu Powder *! ert "" J ^ Lr the addition of water the · ' forms and hardened. It is also possible to simply shape and harden and to -... ^^ η "solution of a nickel compound on flowing e» «* and the same herewith
den "men 5 ^ häftete Zement mit Nickelthe "men 5 ^ stuck cement with nickel
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators, der eine Nickelverbindung und Zement enthält, für die Dampfreformierung von Kohlenwasserstoffen, bei dem eine Mischung aus der Nickelverbindung und dem Zement erhitzt wird.The invention relates to a method for producing a catalyst which is a nickel compound and Contains cement, for the steam reforming of Hydrocarbons, in which a mixture of the nickel compound and the cement is heated.
Bei einer Reihe von Verfahren zur Herstellung von gasförmigen Ausgangsstoffen für d.e Methanol- oder Ammoniaksynthese oder Erzeugung von Stadtgas, beiIn a number of processes for the production of gaseous starting materials for d.e methanol or Ammonia synthesis or town gas production
denen Kohlenwasserstoffe einer Dampf-Reforni.erung unterzogen werden, besteht die Gefahr daß d,e Kohlenstoffablagerung ansteigt, da das Molekulargewicht der Kohlenwasserstoff-Ausgangsstoffe hoher wird, d. h. der Siedepunkt der Ausgangsstoffe sich erhöht. Ein weiterer Grund liegt darin, daß der Anteil von ungesättigten Komponenten ebenfalls hoher ist.those hydrocarbons of steam reforming are subjected, there is a risk of d, e carbon deposition increases as the molecular weight of the hydrocarbon feedstock becomes higher, d. H. the boiling point of the starting materials increases. Another reason is that the proportion of unsaturated components is also higher.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators mit einfacher Struktur fur die Dampfreformierung von Kohlenwasserstoffen zu zeigen, bei dem keine Kohlenstoffablagerung be. der Dampfreformierung auftritt. .The object of the invention is to provide a method for production of a catalyst with a simple structure for the steam reforming of hydrocarbons show in which no carbon deposition be. the steam reforming occurs. .
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erPndungsgemaß dadurch gelost daß die Mischung, welche 3 bis 40Gew«htsproant Nickel enthält, unter Einwirkung eines Wasserstoffgasstromes, der weniger als 10% Kohlenwasserstoff-, Kohlendioxid- und Kohlenmonox.dgase enthalt, bei einer Temperatur von 400 bis 700° C erhitzt wirdThis object is achieved according to the invention in a method of the type mentioned at the beginning that the mixture, which 3 to 40 weight proofs Contains nickel, under the action of a hydrogen gas stream, which contains less than 10% hydrocarbon, Contains carbon dioxide and carbon monoxide, heated at a temperature of 400 to 700 ° C
Die Erfindung erweist sich auch dann als vorte. haft, wenn die Ausgangsstoffe einen hohen Anteil an ungesättigten Komponenten enthalten .The invention then also proves to be advantageous. detention, if the starting materials contain a high proportion of unsaturated components.
Das Nickel, welches eine katalyüsche Wirkung bei der Dampfreformierung von Kohlenwasserstoflen ausübt, ist metallisches Nickel, welches fein auf dem Katalysatorträger dispergiert istThe nickel, which has a catalytic effect the steam reforming of hydrocarbons wields is metallic nickel which is fine on the Catalyst support is dispersed
Wenn bei der Katalysatorherstellung die Temperatur niedriger ist als 4000C, ist die Zersetzung der Nickelverbindung nicht vollständig und eine genügende Aktivität kann nicht erhalten werden Wenn die Temperatur höher ist ah 700BC. verbindet sich das Nickel mit dem Träger und es bildet sich ein Spinel, oder Kieselerdezement, verwendet.If in the catalyst preparation the temperature is lower than 400 0 C, the decomposition of the nickel compound is not complete and a sufficient activity can not be obtained when the temperature is higher ah 700 B C. connects to the nickel with the support and it imagines Spinel, or silica cement, is used.
Es genügt, wenn die Nickelverbindung in einer Menge ir »ι τ, °/ (bezogen auf das Gewicht des fertigen von meu als J/„ K b nachstehend, falls nicht aus-It is sufficient if the nickel compound in an amount ir »ι τ, ° / (based on the weight of the finished product from meu as J /“ K b below, if not
angegeben, immer der Fall) vorliegt. g s ^^ ^ ^^ basjert a(jf indicated, always the case). gs ^^ ^ ^^ basjert a (jf
Die«mm ^ ^ bevomlgter NickclgehaltThe «mm ^ ^ favored Nic kcl salary
S'Sjen 5 bis 30%. Wegen der fortschreitenden hegt ^'sdien. " /^ durch Spuren von Schwe-S'Sjen 5 to 30%. Because of the advancing cherishes ^ 'sdien. "/ ^ by traces of sweat
in den Kohlenwasserstoff-Aussind, wird bei schwereren ^Xals Ausgangsstoffen ein Kataly-Jnw^rs^ u bevorzugt. Bci Koh. in the hydrocarbon Aussind is preferably heavier ^ X as starting materials a Kataly-JNW ^ rs ^ u. Bci Koh .
sator im Roherem 8^ ^ ^ ^^ ^ sator in the raw 8 ^ ^ ^ ^^ ^
len»assc^st™' u jnem Nickelgehalt von mehr alslen »assc ^ st ™ ' u with a nickel content of more than
^m KataWsator m. Was_erstoffstronl) der zur Re.^ m K ataWsator m. Was _ erstoffstronl) der zur Re .
20, bcvorz g ^ Nickeiverbindung benutzt20, bcvorz g ^ Nicke i ve used rbindung
Ju^ion gasförmigen KomponentenJu ^ ion gaseous components
wird oll kerne β enthaIten. Gasför- will contain oll kernels β . Gas transport
al s.ner f ^' ^ 2 ^ Kohlenwasserstoffe, CO,al s.ner f ^ '^ 2 ^ hydrocarbons, CO,
rage V«unre.n,g· J > ^ Der Gehalt an uner.rage V «unre.n, g · J> ^ The content of un .
^J^; S^formigen Verunreinigungen muß weniger^ J ^; S ^ shaped impurities must be less
■ vorzugsweise weniger als 5%, betragen, alsJO/^ugs Nick^lverbindung m;t Zement■ preferably less than 5%, than JO / ^ ugs nick ^ oil connection m ; t cement
und sodann einer thermischen nsbehandlung gleichzeitigand then a thermal treatment at the same time
f ^, ^rstoffstrom ausgesetzt. Es kann jedoch in ""^^Vormen und Härten des Zementes ^ch^cll ei^em N[ckelverbindung imprägniert werden,f ^, ^ exposed to raw material flow. However, it may "" ^^ Vormen and hardening of the cement ^ ch ^ ^ cll ei em N [ckelverbindung be impregnated,
nLnn können de thermische Zersetzung und Reduktion dan^nncnd,eü«r^ durchge{uhrt werden.Thermal decomposition and reduction can then be carried out .
f g e C'™ Behandlungen wird der Katalysator sehrf g e C '™ treatments the catalyst becomes very
« wirksame Oberfläche des Katalysators«Effective surface of the catalyst
porös Jd £e *« Ks oh, bkibt die mecha.porous Jd £ e * «Ks oh , bkibt the mecha .
^^tSeit des Katalysators sehr hoch, der desmsch^Festigkei^a ^J^^ geeignet ist. Auf ^^ tSince the catalytic converter is very high, the ^ Strength ^ a ^ J ^^ is suitable . on
Grund'der Aktivierungsbehandlung ist das Nickel auf Jm ^n^ttrager '«sehr lhermischen Zer.The reason for the activation treatment is the nickel on a very thermic coating .
>.d^e erb.ndung^^^^ isL Der so herge.> .d ^ e erb.ndung ^^^^ isL Der so herge .
s^f"n^"n iet eine sehr hohe Aktivität. s ^ f "^ n" n iet a very high activity.
^ eme « Dam frefomierung ^ eme « Dam frefomierung
B bd aktisch keine B bd actual none
Beuh ^ Koh,e, Beuh ^ K oh, e,
Wasserstoffe, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Katalysators reformiert werden können, besteht keine Einschränkung. Selbst ein Kohlenwasserstoff mit einem Siedepunkt von etwa 350°C, z. B. Heizöl, kann sehr gut reformiert werden. Auch wenn der Anteil an einer ungesättigten Komponente über 5% liegt, kann der Kohlenwasserstoff benutzt werden.There are no hydrogens that can be reformed with the aid of the catalyst according to the invention Restriction. Even a hydrocarbon with a boiling point of about 350 ° C, e.g. B. heating oil, can be very be reformed well. Even if the proportion of an unsaturated component is more than 5%, the Hydrocarbon can be used.
Von Vorteil ist es, wenn Spuren von Alkalimetallsalzen, insbesondere Alkalihalogenidsalz, den vorgenannten Nickelkatalysatoren zugegeben werden, da die Katalysatoraktivität erhöht und die Kohlenstoffablagerung noch mehr verringert werden kann. Es wird angenommen, daß das Alkalihalogenid als Co-Katalysator wirkt und die Aktivität von Nickel fördert.It is advantageous if traces of alkali metal salts, in particular alkali halide salt, are added to the aforementioned nickel catalysts, since the catalyst activity can be increased and the carbon deposition can be reduced even more. It it is believed that the alkali halide acts as a cocatalyst and the activity of nickel promotes.
Alkalihydroxyd, Alkalicarbonat usw. können als wirksame Alkalimetallsalze benutzt werden. Chloride, Fluoride, Bromide von Natrium und Kalium können als Alkalihalogenide benutzt werden. Es ist sehr vorteilhaft, wenn der Katalysator mit einer wäßrigen Lösung dieser Verbindungen imprägniert wird, wobei die Menge vorteilhaft so gewählt wird, daß im fertigen Katalysator ein Gehalt von 1 bis 8% dieser Verbindungen — berechnet als Satz — vorliegt. Bezüglich der Zugabe der Lösung bestehen keine besonderen Vorschriften.Alkali hydroxide, alkali carbonate, etc. can be used as effective alkali metal salts. Chlorides, Fluorides, bromides of sodium and potassium can be used as alkali halides. It is very beneficial when the catalyst is impregnated with an aqueous solution of these compounds, wherein the amount is advantageously chosen so that a content of 1 to 8% of these compounds in the finished catalyst - calculated as a sentence - is available. There are no particulars with regard to the addition of the solution Regulations.
Der Zement kann geformt und gehärtet werden, worauf sodann eine Imprägnierung mit diesen Verbindungen vor der Reduktion durch den Wasserstoffstrom erfolgt. Der Zement kann geformt, gehärtet und reduziert und sodann mit diesen Verbindungen imprägniert werden. Weiterhin ist es möglich, diese Verbindungen oder die Lösung hiervon mit dem Zement vor dem Formen und Härten zu mischen.The cement can be shaped and hardened, followed by impregnation with these compounds takes place before the reduction by the hydrogen stream. The cement can be shaped, hardened and reduced and then impregnated with these compounds. It is also possible to use these connections or to mix the solution thereof with the cement before molding and setting.
Wie schon erwähnt, können mit Hilfe des erfindungsgemäßen Katalysators nahezu sämtliche Kohlenwasserstoffe mit einem Siedepunkt von weniger als 3500C ohne Kohlenstoffablagerung einfach und schnell reformiert werden. Derartige Kohlenwasserstoffe sind vor allem natürliches Gas, verflüssigtes Erdgas, Benzin, Naphtha, Naphtha- Krack - Rückstandöl, Kerosen, Erdöl, Gasöl, usw. Das so erhaltene reformierte Gas enthält Kohlenmonoxyd, Kohlendioxyd, Wasserstoff und kleine Mengen von Methan und ist besonders gut geeignet für eine Verwendung als Stadtgas oder als Ausgangsstoff für die Methanolsynthese. Das reformierte Gas kann auch als Ausgangsstoff für die Ammoniaksynthese durch die Zugabe von Stickstoff, durch eine Kohlenmonoxyd-Umsetzungsbehandlung, Entkohlungs-Dioxyd-Behandlung, Methanisierung usw. dienen.As already mentioned, with the aid of the catalyst according to the invention, almost all hydrocarbons with a boiling point of less than 350 ° C. can be reformed quickly and easily without carbon deposits. Such hydrocarbons are primarily natural gas, liquefied natural gas, gasoline, naphtha, naphtha-cracking residue oil, kerosene, petroleum, gas oil, etc. The reformed gas thus obtained contains carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen and small amounts of methane and is particularly suitable for use as town gas or as a raw material for methanol synthesis. The reformed gas can also serve as a raw material for ammonia synthesis by adding nitrogen, carbon monoxide conversion treatment, decarburization dioxide treatment, methanation, etc.
Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele noch näher erläutert. Der benutzte Wasserstoff weist einen Reinheitsgrad von mehr als 98 % auf.The invention is explained in more detail by means of the following examples. The hydrogen used has a degree of purity of more than 98%.
Vergleichsversuch 1Comparative experiment 1
Dieser Versuch wird durchgeführt unter Verwendung von Erdöl mit einem spezifischen Gewicht von 0,704, einem Siedebeginn von 55°C, einem 50%-Destillationspunkt von 84° C und einem Endpunkt von 148°C, mit 1,2 ppm Schwefel, 17,5% naphthenischen Kohlenwasserstoffen, 13,3% aromatischen Kohlenwasserstoffen, 0,3 % olefinischen Kohlenwasserstoffen.This test is carried out using petroleum with a specific gravity of 0.704, an initial boiling point of 55 ° C, a 50% distillation point of 84 ° C and an end point of 148 ° C, with 1.2 ppm sulfur, 17.5% naphthenic Hydrocarbons, 13.3% aromatic hydrocarbons, 0.3% olefinic hydrocarbons.
Versuchsbedingungen:Test conditions:
Katalysatorbett-Einlaßtemperatur ... 5000C
Katalysatorbett-Auslaßtemperatur .. 8000C
Reaktionsdruck (Reaktorauslaß) 3 atüCatalyst bed inlet temperature ... 500 0 C.
Catalyst bed outlet temperature .. 800 0 C
Reaction pressure (reactor outlet) 3 atm
Kohlenwasserstoff, flüssige, stündlicheHydrocarbon, liquid, hourly
Raumgeschwindigkeit 0,5 h'1 Space velocity 0.5 h ' 1
Menge an Dampf, zugeführt proAmount of steam supplied per
1 Kohlenstoffatom des Kohlen-Wasserstoffes (Mol an Dampf/1 carbon atom of the carbon-hydrogen (mol of steam /
1 Kohlenstoffatom) 2,51 carbon atom) 2.5
Katalysator A (aus der FR-PS 11 07 519 bekannt)Catalyst A (known from FR-PS 11 07 519)
ίο Eine wäßrige Lösung, die 50 g Natriumcarbonat enthält, wird langsam der wäßrigen Lösung zugegeben, die 100 g Nickelnitrat enthält. Der sich bildende Niederschlag »vird gefiltert und der so erhaltene Kuchen wird gewaschen und sodann während 2 Stunden bei 4000C in Luft kalziniert. Das so gebildete Nickeloxyd wird mit Tonerde-Zement in einem Verhältnis von 1 : 3 gemischt und gehärtet. Das gehärtete Produkt wird während 10 Stunden bei einer Temperatur von 600° C in einem Wasserstoffgasstrom reduziert.ίο An aqueous solution containing 50 g of sodium carbonate is slowly added to the aqueous solution containing 100 g of nickel nitrate. The precipitate which formed "vird filtered and the cake thus obtained is washed and then calcined for 2 hours at 400 0 C in air. The nickel oxide thus formed is mixed with alumina cement in a ratio of 1: 3 and hardened. The cured product is reduced in a hydrogen gas stream at a temperature of 600 ° C. for 10 hours.
Katalysator BCatalyst B
Tonerdepulver und Tonerdezement werden in einem Verhältnis von 1: 1 gemischt. Die Mischung wird durch Zugabe einer geeigneten Menge an Wasser gehärtet. Das gehärtete Material wird während 2 Stunden bei einer Temperatur von 12000C kalziniert und gekühlt. Die gekühlte Substanz wird mit einer wäßrigen Lösung von Nickelsulfat imprägniert, wobei man einen Nickelgehalt von 10% (berechnet als Nickeloxyd) erhält. Das imprägnierte Material wird während 2 Stunden bei einer Temperatur von 4000C in Luft kalziniert und sodann während 10 Stunden bei 6000C mit Wasserstoff gas reduziert. Dieses Produkt wird zur Dampf-Reformierungsreaktion benutzt.Alumina powder and alumina cement are mixed in a ratio of 1: 1. The mixture is hardened by adding an appropriate amount of water. The hardened material is calcined and cooled at a temperature of 1200 ° C. for 2 hours. The cooled substance is impregnated with an aqueous solution of nickel sulfate, a nickel content of 10% (calculated as nickel oxide) being obtained. The impregnated material is calcined for 2 hours at a temperature of 400 ° C. in air and then reduced with hydrogen gas for 10 hours at 600 ° C. This product is used for steam reforming reaction.
Katalysator CCatalyst C
Dieser Katalysator wird gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erhalten. Eine wäßrige Lösung, welche 50 g Natriumcarbonat enthält, wird langsam einer wäßrigen Lösung zugegeben, die 100 g Nickelnitrat enthält. Der sich bildende Niederschlag wird gefiltert. Der resultierende Kuchen wird genügend gewaschen und getrocknet. Der trockene Kuchen und Tonerdezement werden miteinander in einem Verhältnis von 1: 1 vollständig gemischt. Die Mischung wird nach Zugabe von Wasser gehärtet. Die gehärtete Substanz wird während 10 Stunden bei einer Temperatur von 6000C in einem Wasserstoff gasstrom erhitzt, wobei gleichzeitig die Nickelverbindung abgebaut und reduziert wird. Der so erhaltene Katalysator kann für das erfindungsgemäße Verfahren benutzt werden.This catalyst is obtained according to an embodiment of the invention. An aqueous solution containing 50 g of sodium carbonate is slowly added to an aqueous solution containing 100 g of nickel nitrate. The precipitate that forms is filtered off. The resulting cake is sufficiently washed and dried. The dry cake and calcium aluminate cement are completely mixed together in a ratio of 1: 1. The mixture is hardened after adding water. The cured substance is heated gas stream for 10 hours at a temperature of 600 0 C in a hydrogen, at the same time reduced the nickel compound and is reduced. The catalyst obtained in this way can be used for the process according to the invention.
Katalysator DCatalyst D
Dieser Katalysator wird ebenfalls nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erhalten und gleicht dem Katalysator B, außer das er mit Kaliumfluorid in einer Menge von 3 Gewichtsprozent, bezogen auf den fertigen Katalysator, imprägniert und durchtränkt wird.This catalyst is also obtained and is the same according to an embodiment of the invention the catalyst B, except that it is based on potassium fluoride in an amount of 3 percent by weight the finished catalyst, is impregnated and soaked.
Katalysator ECatalyst E.
Dieser Katalysator ist derselbe Katalysator wie Katalysator A, außer daß er mit Kaliumfluorid in einer Menge von 3 Gewichtsprozent (bezogen auf den fertigen Katalysator) imprägniert und durchtränkt wird.This catalyst is the same as Catalyst A except that it is in one with potassium fluoride Amount of 3 percent by weight (based on the finished catalyst) is impregnated and soaked.
Versuchsergebnisse:Test results:
Katalysator A BCatalyst A B
3,0
10,0
69,517.5
3.0
10.0
69.5
2,7
10,5
69,517.3
2.7
10.5
69.5
1,2
9,5
71,318.0
1.2
9.5
71.3
1,0
9,4
71,418.2
1.0
9.4
71.4
2,8
10,4
69,317.5
2.8
10.4
69.3
250 Ä200-
250 Ä
160 A120-
160 A
Zusammensetzung COComposition CO
(Molprozent) CH4 (Mole percent) CH 4
des gekrackten Gases CO2 of the cracked gas CO 2
(trockenes Gas) H2 (dry gas) H 2
Katalysator, pulverisiert
fCohlenstoffablagerung
Druckdifferenz (kg/cm2)*)Catalyst, powdered
f carbon deposition
Pressure difference (kg / cm 2 ) *)
Teilchengröße des Nickel-Katalysators Particle size of the nickel catalyst
*) Die Druckdifferenz wurde am Reaktoreinlaß und -auslaß am Ende einer Versuchszeit von einer Stunde gemessen.*) The pressure difference was measured at the reactor inlet and outlet at the end of a test period of one hour measured.
Wie der vorstehenden Tabelle zu entnehmen ist, sind bei den Katalysatoren A und B die Mengen an Kohlenstoffablagerungen und Katalysatorpulverisierung hoch, und es tritt ein Abfall im Druck auf. Bei den erfindungsgemäßen Katalysatoren C und D zeigt sich keine Kohlenstoffablagerung, und der Methangehalt des gekrackten Gases ist niedrig. Ein Vergleich der Versuchsergebnisse der Katalysatoren A und E zeigt, daß die Zugabe von Kaliumchlorid eine Kohlenstoffablagerung verhindert. Die Versuche zeigen ferner, daß bei dem Katalysator D die Zersetzung des Kohlenwasserstoffes weiter fortschreitet als bei dem Katalysator C. Wenn die Größe der Nickelkristalle durch Röntgenstrahlenbeugung bestimmt wird, zeigt sich, daß der Katalysator, der durch eine Reduzierung nach der Oxydation von Nickel (Katalysator A) erhalten wird, sich von dem Katalysator C unterscheidet, der durch eine gleichzeitige Zersetzung und Reduktion hergestellt wird.As can be seen from the table above, Catalysts A and B are the amounts of carbon deposits and catalyst pulverization high, and a drop in pressure occurs. In the inventive Catalysts C and D shows no carbon build-up, and the methane content of the cracked one Gas is low. A comparison of the test results of the catalysts A and E shows that the Adding potassium chloride prevents carbon build-up. The experiments also show that in the decomposition of the hydrocarbon proceeds further in the case of catalyst D than in the case of catalyst C. When the size of the nickel crystals is determined by X-ray diffraction, it is found that the Catalyst obtained by reduction after oxidation of nickel (catalyst A), differs from Catalyst C produced by simultaneous decomposition and reduction will.
Vergleichsversuch 2Comparative experiment 2
Die nachfolgenden Versuchsergebnisse zeigen die Wirkung der Wasserstoffkonzentration des reduzierenden Gases.The following test results show the effect of the hydrogen concentration of the reducing Gas.
Reduzierungsbedingungen: 600°C, 10 IiReduction conditions: 600 ° C, 10 Ii
Eine wäßrige Lösung, welche 70 g Natriumcarbonat enthält, wird langsam einer wäßrigen Lösung zugegeben, welche 138 g Nickelnitrat enthält. Der sich bildende Brei wird gefiltert. Der resultierende Kuchen wird ausreichend gewaschen und getrocknet. Der trockene Kuchen und Tonerdezement werden in einem Verhältnis von 1: 3 gemischt. Die Mischung wird gehärtet. Die gehärtete Substanz wird während 10 Stunden bei einer Temperatur von 600° C in einem Wasserstoffgasstrom erwärmt, wobei gleichzeitig die Nickelverbindung abgebaut und reduziert wird.An aqueous solution containing 70 g of sodium carbonate is slowly added to an aqueous solution, which contains 138 g of nickel nitrate. The resulting pulp is filtered. The resulting cake is sufficiently washed and dried. The dry cake and alumina cement are in one Ratio of 1: 3 mixed. The mixture is hardened. The hardened substance is left for 10 hours heated at a temperature of 600 ° C in a hydrogen gas stream, at the same time the nickel compound is dismantled and reduced.
Eine 55 g Natriumhydroxyd enthaltende, wäßrige Lösung wird langsam einer 138 g Nickelnitrat enthaltenden, wäßrigen Lösung hinzugegeben. Der sich bildende Brei wird gefiltert. Der resultierende Kuchen wird genügend gewaschen und getrocknet. Der trockene Kuchen und Tonerdezement werden in einem Verhältnis von 1: 3 gemischt und die Mischung wird gehärtet. Die gehärtete Substanz wird während 10 Stunden bei einer Temperatur von 6000C in einem Wasserstoffstrom erwärmt, wobei gleichzeitig eine Zersetzung un 1 Reduzierung der Nickelverbindung stattfindet.An aqueous solution containing 55 g of sodium hydroxide is slowly added to an aqueous solution containing 138 g of nickel nitrate. The resulting pulp is filtered. The resulting cake is sufficiently washed and dried. The dry cake and alumina cement are mixed in a ratio of 1: 3 and the mixture is hardened. The hardened substance is heated for 10 hours at a temperature of 600 ° C. in a stream of hydrogen, with decomposition and reduction of the nickel compound taking place at the same time.
B e i s ρ i e i 3B e i s ρ i e i 3
Eine 95 g Kaliumoxalat enthaltende Lösung wird langsam einer 138 g Nickelnitrat enthaltenden Lösung zugegeben, und der sich bildende Niederschlag wird gefiltert, gewaschen und getrocknet. Der so erhaltene trockene Niederschlag wird mit Tonerdezement in einem Verhältnis von 1: 3 gemischt und die Mischung wird gehärtet. Das gehärtete Material wird während 10 Stunden bei einer Temperatur von 600° C in einem Wasserstoffgasstrom erwärmt, wobei gleichzeitig eine Zersetzung und Reduzierung der Nickelverbindung stattfindet.A solution containing 95 g of potassium oxalate slowly becomes a solution containing 138 g of nickel nitrate added, and the precipitate that forms is filtered, washed and dried. The thus obtained dry precipitate is mixed with alumina cement in a ratio of 1: 3 and the mixture is hardened. The cured material is for 10 hours at a temperature of 600 ° C in a Hydrogen gas stream is heated, with a simultaneous decomposition and reduction of the nickel compound takes place.
Kaliumfluorid wird den geformten, gehärteten Katalysator gemäß Beispiel 3 in einer Menge von 3 % durch eine Imprägnierung des Katalysators mit einer wäßrigen Lösung von Kaliumfluorid und durch ein anschließendes Trocknen zugegeben.Potassium fluoride is the shaped, hardened catalyst according to Example 3 in an amount of 3% an impregnation of the catalyst with an aqueous solution of potassium fluoride and by a subsequent drying added.
Es wird derselbe Katalysator wie im Beispiel 1 hergestellt, außer daß der Katalysator Kaliumchlorid mit einer Menge von 3 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des fertigen Katalysators, imprägniertThe same catalyst is prepared as in Example 1, except that the catalyst is potassium chloride impregnated with an amount of 3 percent by weight, based on the weight of the finished catalyst
Eine 70 g Natriumcarbonat enthaltende, wäßrige Lösung wird langsam einer 138 g Nickelnitrat enthaltenden, wäßrigen Lösung hinzugegeben. Der sich bildende Brei wird gefiltert. Der resultierende Kuchen wird ausreichend gewaschen und getrocknet. Der trockene Kuchen und Tonerdezement werden miteinander in einem Verhältnis von 2: 3 gemischt und die Mischung wird geformt und getrocknet und gehärtet. Die gehärtete Substanz wird während 10 Stunden bei einer Temperatur von 6000C in einem Wasserstoffgasstrom erwärmt, wobei die Nickelverbindung zersetzt und gleichzeitig reduziert wird.An aqueous solution containing 70 g of sodium carbonate is slowly added to an aqueous solution containing 138 g of nickel nitrate. The resulting pulp is filtered. The resulting cake is sufficiently washed and dried. The dry cake and alumina cement are mixed together in a ratio of 2: 3, and the mixture is molded and dried and hardened. The hardened substance is heated for 10 hours at a temperature of 600 ° C. in a hydrogen gas stream, the nickel compound being decomposed and reduced at the same time.
Mit den gemäß vorstehenden Beispielen hergestellten Katalysatoren wurden Dampfreformierungen von Kohlenwasserstoffen mit einem niedrigen Gehalt an ungesättigten Kohlenwasserstoffen durchgeführt, und es wurde festgestellt, daß keine Kohlenstoffablagerungen am Katalysator sich zeigten.With the catalysts prepared according to the preceding examples, steam reforming of Hydrocarbons with a low content of unsaturated hydrocarbons carried out, and it was found that there were no carbon deposits on the catalyst.
Die nachfolgenden Beispiele zeigen, daß der Katalysator, der nach der Erfindung hergestellt ist, in gleicher Weise wirksam ist bei einer Kohlenwasserstoffausgi ngscharge mit einem hohen Gehalt an ungesättigten Kohlenwasserstoffen.The following examples show that the catalyst which is prepared according to the invention in is equally effective with a hydrocarbon starting charge with a high content of unsaturated Hydrocarbons.
Bei den Verfahren F und G werden herkömmliche Nickelkatalysatoren (GB-PS 9 53 877) verwendet, die folgendermaßen hergestellt werden:In processes F and G, conventional nickel catalysts (GB-PS 9 53 877) are used, which can be produced as follows:
Diatomeenerde wird in einer wäßrigen Lösung eines Nickelsalzes suspendiert. Der Lösung wird Natriumcarbonat zugegeben. Nickel schlägt sich als Nickelcarbonat und Nickelhydroxyd nieder. Der Niederschlag wird gefiltert und in Luft zur Bildung von Nickeloxydpulver kalziniert. Das Nickeloxyd wird mit Tonerdezement gemischt. Die Mischung wird geformt und gehärtet. Die Reaktion wird während 10 Stunden bei 600° C unter Wasserstoff gas durchgeführt. Bei dem Verfahren F wird die Katalysatorbett-Einlaßtemperatur auf einem hohen Wert, z. B. 6000C, gehalten. Bei dem Verfahren G wird die Reaktion bei einer Temperatur von 4000C durchgeführt.Diatomaceous earth is suspended in an aqueous solution of a nickel salt. Sodium carbonate is added to the solution. Nickel precipitates as nickel carbonate and nickel hydroxide. The precipitate is filtered and calcined in air to form nickel oxide powder. The nickel oxide is mixed with calcium aluminate cement. The mixture is molded and hardened. The reaction is carried out for 10 hours at 600 ° C. under hydrogen gas. In method F, the catalyst bed inlet temperature is set to a high value, e.g. B. 600 0 C, held. In the process G, the reaction is carried out at a temperature of 400 0 C.
Bei den Verfahren H und J werden Katalysatoren, welche gemäß der Erfindung hergestellt sind, benutzt. Der bei dem Verfahren H benutzte Katalysator wird wie folgt hergestellt: Einer wäßrigen Lösung von Natriumcarbonat wird langsam eine wäßrige Lösung von Nickelsulfat unter Umrühren zugegeben. Der sich bildende Niederschlag wird gefiltert, ausreichend gewaschen und getrocknet. Das getrocknete Produkt wird pulverisiert. Dem so gebildeten Pulver wird Tonerdezement im Verhältnis 1: 1 zugegeben. Die Mischung wird geformt und gehärtet. Der derart hergestellte Katalysator wird in ein Reaktionsrohr eingegeben und während 10 Stunden bei 6000C in einem Wasserstoffgasstrom erwärmt, wobei gleichzeitig die thermische Zersetzung und Reduktion der Nickelverbindung stattfindet.In processes H and J, catalysts made in accordance with the invention are used. The catalyst used in process H is prepared as follows: an aqueous solution of nickel sulfate is slowly added to an aqueous solution of sodium carbonate with stirring. The precipitate that forms is filtered, washed sufficiently, and dried. The dried product is pulverized. Calcium aluminate cement is added in a ratio of 1: 1 to the powder formed in this way. The mixture is molded and hardened. The catalyst produced in this way is placed in a reaction tube and heated for 10 hours at 600 ° C. in a hydrogen gas stream, the thermal decomposition and reduction of the nickel compound taking place at the same time.
Der bei dem Verfahren J benutzte Katalysator wird wie folgt hergestellt: Aluminiumoxydpulver und Tonerdczement werden in einem Verhältnis von 1:1 gut gemischt. Die Mischung wird geformt und durch Zugabe von Wasser gehärtet. Der gehärtete Träger wird bei 12000C kalziniert und mit einer gesättigten wäßrigen Lösung von Nickelnitrat imprägniert, wobei man einen Nickelgehalt von 20% erhält. Es folgt eine Trocknung. Der Katalysator wird in eine Reaktionsröhre eingegeben und während 10 Stunden bei 6000C unter einem Wasserstoffgasstrom erwärmt, wobei gleichzeitig die thermische Zersetzung und Reduktion der Nickelverbindung stattfindet.The catalyst used in method J is prepared as follows: alumina powder and alumina cement are mixed well in a ratio of 1: 1. The mixture is molded and hardened by adding water. The hardened support is calcined at 1200 ° C. and impregnated with a saturated aqueous solution of nickel nitrate, a nickel content of 20% being obtained. This is followed by drying. The catalyst is placed in a reaction tube and heated for 10 hours at 600 ° C. under a stream of hydrogen gas, the thermal decomposition and reduction of the nickel compound taking place at the same time.
Die bei den Vergleichsversuchen unter Anwendung dieser Verfahren erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend
wiedergegeben:
Eine 1:1-Mischung von Hexan und Hexen (chemische Güte) wird als Charge und Ausgangsmaterial
benutzt.The results obtained from the comparative tests using these procedures are given below:
A 1: 1 mixture of hexane and hexene (chemical grade) is used as the batch and feedstock.
3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,03.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
Mole an Dampf pro 3,0
1 Kohlenstoffatom
Reaktionsdruck (atü) 3,0
(Auslaß)Moles of steam per 3.0
1 carbon atom
Reaction pressure (atg) 3.0
(Outlet)
Katalysatorbett-Temperatur0 CCatalyst bed temperature 0 C
Einlaß 600 400 400 400Inlet 600 400 400 400
Mitte 700 550 550 550Middle 700 550 550 550
Auslaß 800 800 800 800Outlet 800 800 800 800
Zusammensetzung des gekrackten Gases (%)Composition of the cracked gas (%)
CO 16,0 15,7 15,8 15,9CO 16.0 15.7 15.8 15.9
CH4 0,5 0,9 0,8 0,6CH 4 0.5 0.9 0.8 0.6
*5 CO2 12,0 12,4 12,3 12,1* 5 CO 2 12.0 12.4 12.3 12.1
H„ 71,5 71,0 71,1 71,4H "71.5 71.0 71.1 71.4
Kohlenstoff ablagerung: siehe1) siehe2) nichts nichstCarbon deposition: see 1 ) see 2 ) nothing not
') Am Einlaß des Katalysatorbettes, Kohlenstoffablagenini wurde festgestellt.') At the inlet of the catalyst bed, carbon shelves was ascertained.
*)Vom Einlaß bis zur Mitte des Katalysatorbettes, Kohlen Stoffablagerung wurde festgestellt.*) From the inlet to the middle of the catalyst bed, coals Deposition of fabric was observed.
Wie der vorstehenden Tabelle zu entnehmen ist können bei Verwendung von nach dem erfindungs gemäßen Verfahren hergestellten Katalysatoren unge sättigte Kohlenwasserstoffe ohne Kohlenstoffablage rung reformiert werden.As can be seen from the table above, when using according to the fiction Catalysts produced according to the method unsaturated hydrocarbons without carbon deposit reformed.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (6)
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JP3185167 | 1967-05-19 | ||
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JP3772867 | 1967-06-13 | ||
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Publications (3)
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