DE2036958B2 - Katalysator - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Katalysator, erhalten durch Versetzen eines Trägers aus einem
Material geringer Wärmeleitfähigkeit mit einer wäßrigen Lösung der Nitrate des Eisens, des Magnesiums
oder eines Erdalkalimetalls sowie anschließendes Erhitzen auf hohe Temperaturen.
Nach der DT-AS 1197 281 ist es bekannt, Ditnethylhydrazin
katalytisch mit Metallen der Platingruppe zu zersetzen, die auf Träger aufgebracht sind.
Als bevorzugte Träger für diese Edelmetalls kommen dabei zur Aufzählung: Thoriumoxid, Titandioxid,
Zirkonoxid, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, SiIiciumdioxid-Aluminiumoxid-Kombinationen,
Magnesiumoxid, Asbest und Kohlenstoff.
Es sind auch Katalysatoren für die Hydrazinzersetzung
bekanntgeworden, bei denen ein inerter Träger vorbeschriebener Beschaffenheit statt mit
aktiven Komponenten aus der Edelmetallreihe mit einer Legierung aus Kobalt oder Nickel und Aluminium
überzogen und das Aluminium anschließend zur Erzielung einer für Hydrazin chemisch aktiven
Überzugsstruktur mit großer wirksamer Oberfläche alkalisch herausgelöst wird. Katalysatoren solcher
Art sind zwar verhältnismäßig billig in der Anschaffung, weisen jedoch im kalten Zustand den Mangel
einer langen Startzeit auf, so daß es längere Zeit in Anspruch nimmt, bis die volle Hydrazinzersetzung
einsetzt bzw. die volle Leistungsfähigkeit erreicht ist. Dasselbe trifft auch für die in der US-PS 31 65 382
beschriebenen Katalysatoren in Form von Drahtgeflechten aus 60 bis 85 °/o Nickel, 11 bis 22 Vo
Chrom, 0 bis 25% Eisen und maximal 1% Mangan und Silicium zu.
Letztgenannter Mangel tritt bei den weiter vorn beschriebenen bekannten Edelmetallkatalysatoren
nicht auf. Dem stehen die vergleichsweise sehr hohen Herstellungskosten gegenüber. Außerdem kommt
noch hinzu, daß die Beschaffung der erforderlichen Edelmetalle auf dem Weltmarkt in verhältnismäßig
großen Mengen mitunter auf Schwierigkeiten stößt und in Krisenzeiten überhaupt in Frage gestellt ist.
Was bezüglich der bekannten Edelmetallkatalysatriren
zu Kostenaufwand und Rohstoffbeschaffung ausgeführt wurde, gilt wegen des beträchtlichen
Oxidanteils eines seltenen Edelmetalls übrigens auch für den bei der Umwandlung von Äthan und/oder
Äthylen zu Vinylchlorid verwendeten Katalysator gemäß der DT-OS 19 29 062, der außer dem bereits
erwähnten Oxid noch Eisenoxid sowie Oxid eines Metalls der Gruppe I oder II des periodischen
Systems der Elemente enthält und beispielsweise durch Versetzen eines Trägers aus inertem Material
to mit einer wäßrigen Lösung der Nitrate vorgenannter Metalle sowie anschließendes Erhitzen auf hohe
Temperaturen erhalten wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Katalysator eingangs genannter Gattung zu entwickeln,
der bei niedrigen Material- und Herstellungskosten Ansprech- und Zersetzungszeiten gewährleistet,
die in der Größenordnung der mit den vergleichsweise teueren bekannten Edelmetallkatalysatoren
erzielbaren liegen.
ao Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch,
daß er durch ein- oder mehrmalige Imprägnierung des Trägers mit einer wäßrigen Lösung von
50 bis 70 Gewichtsprozent Fe (NO3)3 · 9 H2O, 25 bis
45 Gewichtsprozent Mn (NOa)2 · 4 H2O und 5 bis
»5 10 Gewichtsprozent M[J(NOj)2-OH2O oder eines
Nitrats der Erdalkalimetalle und anschließendes Erhitzen nach jeder Imprägnierung auf 400 bis 520° C
hergestellt wurde.
Besonders geeignete Träger sind Asbest- oder Glasfasergewebe.
Die vorbeschriebenen, auf einfache Art und Weise durchzuführenden Maßnahmen haben einen Katalysator
guter Lagerfähigkeit zum Resultat, der — wie sich erwiesen hat — unter anderem zum Zersetzen
von Hydrazin, Hydrazinderivaten oder Gemischen aus beiden bestens geeignet ist. Er stellt insofern eine
Bereicherung des Standes der Technik dar, als er die Vorteile der bisher zum erwähnten Zweck verwendeten
Edelmetall- und Nichtedelmetallkatalysatoren vereinigt, ohne deren Nachteile zu besitzen. Kostensparend
macht es sich bemerkbar, daß für seinen Aufbau ausschließlich nichtkontingentierte Rohstoffe
Verwendung finden. Im Gegensatz zu bekannten Katalysatoren vergleichbarer Preiskategorie zeichnet er
sich dabei aber, selbst im kalten Zustand, durch Ansprech- und Zersetzungszeiten aus, wie sie bisher nur
mit den wesentlich kostspieligeren Edelmetallkatalysatoren bekannter Bauart erzielt werden konnten.
Auf Grund dessen ist der erfindungsgemäße Katalysator sowohl allein als auch als Startkatalysator
zusammen mit einem anderen Katalysator längerer Ansprechzeit für die Zersetzung von Hydrazin, Hydrazinderivaten
oder Gemischen aus beiden hervorragend geeignet. Ihre Erklärung findet diese Eignung
darin, daß sich während der Wärmebehandlung im angegebenen Temperaturbereich aus den wasserlöslichen
Nitraten des Eisens und Magnesiums oder des Eisens und eines Erdalkalimetalls Doppeloxide, sogenante
Spinelle, bilden, zwischen denen das bei der Wärmebehandlung ebenfalls anfallende Manganoxid
eingelagert ist. Diese Spinelle, beispielsweise vom Typ Fe2O, · MgO, werden ebenso wie das Manganoxid
durch Reaktion mit Hydrazin, Hydrazinderivaten oder Gemischen aus beiden reduziert. Zurück
bleibt über die Strukturoberfläche feinverteiltes Magnesiumoxid bzw. Erdalkalimetalloxid, Eisen und
Mangan, was eine kontinuierliche Zersetzung der genannten Monergole garantiert.
Das folgende Beispiel dient der weiteren Erläuterung
der Erfindung:
Es werden beispielsweise
Eisen(IU)-nitrat [Fe(NO3)3 · 9 H2O],
Mangan(II)-nitrat [Mn(NO3)2 · 4 H2O] und
Magnesiumnitrat [Mg(NO3)2 · 6H2O]
Mangan(II)-nitrat [Mn(NO3)2 · 4 H2O] und
Magnesiumnitrat [Mg(NO3)2 · 6H2O]
mit einem 3990 g betragenden Gesamtgewicht, von dem 57 Gewichtsprozent auf das erstgenannte Nitrat,
36 Gewichtsprozent auf das zweitgenannte Nitrat und 7 Gewichtsprozent auf das letztgenannte Nitrat entfallen,
in 2850 g Wasser umer ständigem Rühren gelöst
In die fertiggestellte wäßrige Nitratlösung vorbeschriebener
Zusammensetzung wird ein Katalysatorträger in Form eines vorgetrockneten Asbestbandes
eingetaucht und im Anschluß daran in einem Brennofen einer Temperatur von 450° C ausgesetzt. Danach
wird die vorerwähnte Imprägnierung und Wärmebehandlung ein zweites Mal durchgeführt
ίο Das Ergebnis ist ein Katalysator mit den bereits an
anderer Stelle ausführlich beschriebenen Eigenschaften.
Claims (2)
1. Katalysator, erhalten durch Versetzen eines Trägers aus einem Material geringer Wärmeleitfähigkeit
mit einer wäßrigen Lösung der Nitrate des Eisens, des Magnesiums oder eines Erdalkalimetalls
sowie anschließendes Erhitzen auf hohe Temperaturen, dadurch gekennzeichnet,
daß er durch ein- oder mehrmalige Imprägnierung des Trägers mit einer wäßrigen Lösung von 50 bis 70 Gewichtsprozent
Fe(NOs)s · 9 H2O, 25 bis 45 Gewichtsprozent
Mn (N03)ä- 4 HjO und 5 bis 10 Gewichtsprozent
Mg(NO3)VoH2O oder eines Nitrats der Erdalkalimetalle
und anschließendes Erhitzen nach jeder Imprägnierung auf 400 bis 520° C hergestellt
wurde.
2. Verwendung des Katalysators nach Anspruch 1 zum Zersetzen von Hydrazin, Hydrazinderivaten
oder Gemischen aus beiden.
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| DE2036958C3 DE2036958C3 (de) | 1976-09-23 |
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| DE2036958A1 (en) | 1972-01-27 |
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|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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