DE19707809C1

DE19707809C1 - Purifying carbon mon:oxide contaminated with iron penta:carbonyl

Info

Publication number: DE19707809C1
Application number: DE19707809A
Authority: DE
Inventors: Barbara Dipl Ing Strobel; Megede Detlef Dr Zur
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: DBB Fuel Cell Engines GmbH
Priority date: 1997-02-27
Filing date: 1997-02-27
Publication date: 1998-05-14
Anticipated expiration: 2017-02-28

Abstract

Process for purifying CO contaminated with Fe(CO)5 comprises contacting the contaminated CO with a Pt or Pd catalyst (3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von mit Eisenpentacarbonyl verunreinigtem CO.The invention relates to a method for cleaning iron pentacarbonyl contaminated CO.

CO wird üblicherweise in Stahlflaschen unter hohem Druck gelagert. Dabei kann das im Stahl enthaltene Eisen mit CO den Komplex Eisenpentacarbonyl Fe(CO)₅ bilden.CO is usually stored in steel bottles under high pressure. The iron contained in the steel can form the complex iron pentacarbonyl Fe (CO) ₅ with CO.

Im Rahmen von Untersuchungen zur Reinigung von Abgasen aus Verbren nungsprozessen mit Katalysatoren wird CO für die Simulation von Prozeßga sen benötigt. Ein Beispiel hierfür ist die Reinigung des Reformats in Brennstoff zellensystemen für mobile Anwendungen durch selektive CO-Oxidation in H₂-Atmosphäre, wobei für die Simulation der Reformats CO verwendet wird. Für diesen Zweck wird es ebenfalls häufig Stahlflaschen entnommen. Kommt das mit Eisenpentacarbonyl verunreinigte CO mit dem CO-Oxidations-Katalysator in Kontakt so zerfällt es zu Fe und CO und desaktiviert den Katalysator. Dabei täuscht es Degradationen vor, die unter realem Reformatbetrieb nie auftreten würden. Es ist deshalb notwendig, das CO zu reinigen. Für diesen Zweck wer den bisher Molsiebe verwendet. In the course of studies on the purification of exhaust gases from combustion processes with catalysts, CO is required for the simulation of process gases. An example of this is the cleaning of the reformate in fuel cell systems for mobile applications by selective CO oxidation in an H ₂ atmosphere, using CO for the simulation of the reformate. Steel bottles are also often removed for this purpose. If the CO contaminated with iron pentacarbonyl comes into contact with the CO oxidation catalyst, it decomposes to Fe and CO and deactivates the catalyst. It fakes degradations that would never occur under real reformate operation. It is therefore necessary to clean the CO. For this purpose, who used the molecular sieves.

Nachteilig an diesen Molsieben ist, daß deren Aufnahmekapazität bzw. die Beladung bei gleichem Volumen relativ gering ist. Darüberhinaus sorgen die Molsiebe für einen starken Druckabfall in der Leitung.A disadvantage of these molecular sieves is that their absorption capacity or the load is relatively low for the same volume. In addition, the molecular sieves ensure a strong pressure drop on the line.

Weiterhin ist aus der US 54 88 143 A ein relativ aufwendiges Reinigungsverfahren von mit Eisenpentacarbonyl verunreinigtem CO bekannt, bei dem Jod zu dem verunreinigtem CO zugegeben wird. Das dabei entstehende Eisen-Jod-Verbindung wird anschließend mit Hilfe eines Adsorptionsfilters aus dem Gasstrom entfernt. Furthermore, from US 54 88 143 A is a relatively complex Purification process of iron pentacarbonyl contaminated CO is known in which iodine is added to the contaminated CO becomes. The resulting iron-iodine compound becomes then with the help of an adsorption filter from the Gas flow removed.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Reinigung des mit Eisenpenta carbonyl verunreinigten CO zu schaffen, mit der die genannten Probleme überwunden werden.The object of the invention is to provide a process for cleaning iron pentas to create carbonyl contaminated CO with the problems mentioned be overcome.

Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sowie die Verwendung eines Katalysators sind Gegenstand weiterer Ansprüche.This object is achieved with the method according to claim 1. Beneficial Embodiments of the invention and the use of a catalyst are Subject of further claims.

Gemäß der Erfindung wird das mit Eisenpentacarbonyl verunreinigte CO mit einen Pt- oder Pd-Katalysator in Kontakt gebracht. Dabei zerfällt es in CO und Fe.According to the invention, the CO contaminated with iron pentacarbonyl contacted a Pt or Pd catalyst. It breaks down into CO and Fe.

Die Aufnahmekapazität bzw. die Beladung bei gleichem Volumen ist deutlich höher und der Druckabfall in der Leitung geringer als bei den bisher verwen deten Molsieben.The absorption capacity or the loading with the same volume is clear higher and the pressure drop in the line lower than with the previously used deten molecular sieves.

In einer vorteilhaften Ausführung wird als Trägermaterial für den Katalysator Al₂O₃ verwendet. Weitere mögliche Trägermaterialien sind Zeolithe oder Ak tivkohle.In an advantageous embodiment, Al ₂ O _{3 is} used as the carrier material for the catalyst. Other possible carrier materials are zeolites or active carbon.

Um den Zerfall des Fe(CO)₅ zu beschleunigen, kann der Katalysator beheizt werden, wobei insbesondere eine elektrische Heizung vorteilhaft ist. Der Be reich bevorzugter Temperaturen liegt bei 150 bis 250°C.In order to accelerate the decomposition of the Fe (CO) ₅ , the catalyst can be heated, an electric heater being particularly advantageous. The range of preferred temperatures is 150 to 250 ° C.

Der Pd- oder Pt-Katalysator wird bevorzugt in der Art eines In-Line-Filters di rekt in der CO-Leitung angeordnet.The Pd or Pt catalyst is preferred in the manner of an in-line filter di arranged in the CO line.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug zu einer Fig. näher erläutert. Die Fig. zeigt eine Anordnung zur Durchführung des erfin dungsgemäßen Verfahrens. Das mit Fe(CO)₅ verunreinigte CO, zum Beispiel aus einer Stahlflasche, wird an einen Pt/Al₂O₃ - Katalysator 3, hier einen Ka talysator des Typs 5 ma-%Pt/γ-Al₂O₃, geführt, an dem das Fe(CO)₅ in CO und Fe zerfällt, wobei das Fe sich auf dem Katalysator 3 niederschlägt. Das gereinigte CO kann anschließend z. B. zur Simulation des Reformats im Rah men der Untersuchungen zur Reinigung von Reformat in Brennstoffzellensy stem für mobile Anwendungen durch selektive CO-Oxidation in H₂-Atmosphä re verwendet werden. Mittels einer elektrischen Heizung 5 ist der Katalysator 3 elektrisch beheizbar. Die Heizung 5 ist mit einem Vorrichtung zur Tempera turregelung 7 verbunden.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment with reference to a FIG . The Fig. Shows an arrangement for carrying out the inventive method. The CO contaminated with Fe (CO) ₅ , for example from a steel bottle, is passed to a Pt / Al ₂ O ₃ catalyst 3 , here a catalyst of the type 5 mA% Pt / γ-Al ₂ O ₃ , at which the Fe (CO) ₅ decomposes into CO and Fe, the Fe being deposited on the catalyst 3 . The cleaned CO can then z. B. to simulate the reformate in the context of the studies for the cleaning of reformate in fuel cell system for mobile applications by selective CO oxidation in H ₂ atmosphere re used. The catalytic converter 3 can be heated electrically by means of an electric heater 5 . The heater 5 is connected to a device for temperature control 7 .

Claims

1. A process for the purification of CO contaminated with iron pentacarbonyl, characterized in that the contaminated CO is brought into contact with a Pt or Pd catalyst ( 3 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that the Pt or Pd catalyst ( 3 ) is arranged on an Al ₂ O _{3 support} .

3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the Pd or Pt catalyst ( 3 ) is heated.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the Pd or Pt catalyst ( 3 ) is arranged in the manner of an in-Li ne filter.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized ge indicates that the contaminated CO is taken from a steel container men will.

6. Use a Pt or Pd catalyst for cleaning with iron pentacarbonyl contaminated CO.

7. Use according to claim 6, characterized in that the Pt or Pd catalyst is arranged on an Al ₂ O _{3 support} .