DE2211002C3 - Verfahren-zur gleichzeitigen Verbesserung der mechanischen Festigkeit und Verminderung der spezifischen Oberfläche aktiver Tonerde - Google Patents
Verfahren-zur gleichzeitigen Verbesserung der mechanischen Festigkeit und Verminderung der spezifischen Oberfläche aktiver TonerdeInfo
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Description
Diese Verfahren erbringen eine Verringerung der
spezifischen Oberfläche und eine Änderung der Textur, »5 jedoch wird gleichzeitig die mechanische Festigkeit des
Trägers bzw. Katalysators geschwächt.
Gleichzeitig muß auch die Phasenzusammensetzung der hydratisierten Tonerde berücksichtigt werden, weil
von dieser die Art der Transitionstonerde abhängt,
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur 30 welche im Laufe der thermischen Behandlung erhalten
gleichzeitiger. Verteuerung der mechanischen Festig- wird. Die geläufigen Darstellungsmethoden ergeben
keit und Verminderung der spezifischen Oberfläche ein Tonerdegel mit verschiedenen Anteilen an Monoaktiver
Tonerde durch Druckbehandlung bei erhöhter und Tri-Hydraten, mehr oder weniger gut kristallisiert,
Temperatur in einer Wasserdampfatmosphäre und an- von amorphen Phasen begleitet,
schließende Calcinierung. 35 Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
schließende Calcinierung. 35 Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Zweck der Erfindung ist es, eine aktive Tonerde mit aktive Tonerde mit niedriger spezifischer Oberfläche
kontrollierten physikalisch-strukturellen Eigenschaften und einem Wassergehalt von weniger als 1,4 Mol
und einer guten mechanischen Festigkeit sowie einem H2OJe Mol Al2O3 zu schaffen. Die Erfindung besteht
Molverhältnis H8O/A12O3 bis unter dem Wert 1,4 zu darin, daß die Druckbehandlung in Gegenwart einer
erhalten. 40 wäßrigen Ammoniaklösung mit einer Konzentration
Dabei hat der »Werdegang« des Trägers, d.h. die von 0,5 bis 20 Gewichtsprozent N H3 bei einer Tempera-Art
der Darstellung der hydratisierten Tonerde, sowie tür von über 1000C vorzugsweise von 150 bis 250 C
die anschließende Behandlung, welche angewandt und einer Dauer von 2 bis 12 Stunden an bereits vorgcwird,
um die beinahe wasserfreien Transitionsformen formten und nach der Verformung getrockneten
zu erhalten, einen entscheidenden Einfluß auf die 45 Granulaten (oder Formlinge) erfolgt.
Textur- und kristallographischen Eigenschaften und Auf diese Weise wird das Zusammenbacken der
Textur- und kristallographischen Eigenschaften und Auf diese Weise wird das Zusammenbacken der
letzthin aut die Aktivität und Stabilität der als Kata- Formlinge zu klebrigen Massen vermieden, eine Erlysator
dienenden Tonerde. Gleichermaßen ist die scheinung, die eintritt, wenn die Autoklavbehandlung
mechanische Festigkeit eine ins Gewicht fallende nur in Gegenwart von Wasser erfolgt. Auch wird
Eigenschaft im Falle der Anwendung der aktiven Ton- 50 gleicherweise ein Anwachsen des Böhmitanteils der
erde im verformten Zustand (Strangpreßlinge, Kugel- Tonerde erhalten.
form, Tabletten u. ä.). Die gemäß dem in Vorschlag gebrachten Verfahren
Die gleichzeitige Realisierung so vieler Kennwerte ist erhaltene hydratisierle Tonerde hat einen Wassergehalt
nicht immer leicht zu bewerkstelligen. Diesbezüglich von weniger als 1,4 Mol H8O je Mol Al2O3, während
wurden zahlreiche Methoden zur Darstellung von 55 die nichtbehandelte hydratisierte Tonerde ein MoI-hydratisierter
Tonerde sowie Verfahren zu deren verhältnis H2OZAl2O3 von über 2 aufweist.
Überführung in aktive Tonerde bekannt bzw. in Vor- Die durch die vorgeschlagene Behandlungsweise erschlag gebracht. haltenen Proben weisen nach thermischer Dehydrata-
Überführung in aktive Tonerde bekannt bzw. in Vor- Die durch die vorgeschlagene Behandlungsweise erschlag gebracht. haltenen Proben weisen nach thermischer Dehydrata-
So ist es aus der deutschen Patentschrift 868 601 tion bei Temperaturen über 5000C eine verringerte
bekanntgeworden, Aluminiumoxyd-Hydral durch 60 spezifische Oberfläche und eine mechanische Festig-Druckbehandlung
in alkalischem Medium bei Tem- keit auf, welche den nichtbehandelten Proben gleich,
peraturen oberhalb 125°C umzuwandeln. Aus der ist oder sogar höher liegt,
britischen Patentschrift 1169 096 ist es bekanntgeworden, Böhmit mit einer spezifischen Oberfläche Beispiel 1
von 10 bis 150m2/g durch Druckbehandlung bei 65
britischen Patentschrift 1169 096 ist es bekanntgeworden, Böhmit mit einer spezifischen Oberfläche Beispiel 1
von 10 bis 150m2/g durch Druckbehandlung bei 65
Temperaturen zwischen 150 und 2500C in Gegenwart Es wurde ein Tonerdegel durch Fällen dargestellt,
monovalenter Säureionen zu gewinnen. indem wäßrige Lösungen von Aluminiumnitrat und
Aktive Tonerde wird sowohl aus hydratisierter Ton- Ammoniak unter kontrollierten Temperaturbedingun-
gen (30 bis 40°C) und bei einem pH-Wert von mehr
als 8,5 zusammengebracht wurden. Die auf diese Weise erhaltene Tonerde hat einen Glühverlust bei
600°C von 33 Gewichtsprozent und ein Molverhältnis Η,Ο/AUOj von 2,15.
Das trockene Tonerdegel wurde durch Hinzufügen von Wasser und 0,5 Gewichtsprozent Salpetersäure,
bezogen auf Al2O3, zu einer Paste geknetet, durch
3-mm-Düsen zu Strängen gepreßt und 4 Stunden hei 115°C getrocknet.
Die auf diese Weise erhaltenen Formlinge wurden einer Wärmebehandlung bei 600 bis 8Gü°C unterworfen,
in Luft und Wasserdampfatmosphäre.
Ein anderer Anteil der Formlinge wurde vor dem Calcinieren in Luft einer Autoklavbehandlung bei
Temperaturen über 1000C einmal in Gegenwart von Wasser und zum anderen in Gegenwart von wäßriger
Ammoniaklösung mit einem Gehalt von 10 Gewichtsprozent NH3 unterzogen, wobei die Strangpreßlinge
nicht mit der Flüssigkeit in Berührung waren. Nach der Autoklavbehandlung wurden die Strangpreßlinge
getrocknet und anschließend bei 600 bis 8(KTC geglüht. Die Dauer der Autoklavbehandlung war in
allen Fällen 4 Stunden, und die Glühdauer 5 Stunden.
Vor dem Glühen wurde für alle Proben das Mol- »5
verhältnis H2O/A1,O3 bestimmt (wobei es sich um das
strukturgebundene Wasser handelt), und nach dem Glühen wurde die mechanische Festigkeit der Strangpreßlinge
bestimmt, wobei die Festigkeit der bei 6000C geglühten Tonerde, welche nicht cinerAuioklavbehandlung
unterworfen wurde, mit 100 angegeben wurde, sowie die spezifische Oberfläche nach der BET-Methode.
Die erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 1 angeführt.
Es kann festgestellt werden, daß die Proben, welche
35 durch die Autoklavbehandlung der hydratisierten Tonerde in Gegenwart einer wäßrigen Ammoniaklösung
bei Temperaturen von über 1000C erhalten wurden, eine verringerte spezifische Oberfläche und
eine gute mechanische Festigkeit aufweisen. Durch die Autoklavbehandlung des Tonerdegels nur im Beisein
von Wasser, bei sonst gleicher Temperatur, wurde eine Verformung der Strangpreßlinge und ein Zusammenbacken
zu einer klebrigen Masse festgestellt.
Das dargestellte Tonerdegel gemäß Beispiel 1 wurde zu Strängen gepreßt und 4 Stunden bei 115°C getrocknet,
dann einer Autoklavbehandlung in Gegenwart von wäßrigen Ammoniaklösungen verschiedener
Konzentration bei gleichen Temperaturen unterzogen, danach getrocknet und in Luft bei 6500C 5 Stunden
lang geglüht. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
Das Verfahren der Autoklavbehandlung der Tonerdegele in Gegenwart eines Wasserdampf-Ammoniak-Gemisches
bei Temperaturen über 1000C weist folgende Vorteile auf:
es gestattet die Darstellung von aktiver Tonerde mit kontrollierten physikalischen und Textureigenschaften,
wobei die Tonerdeformlinge eine gute mechanische Festigkeit aufweisen;
es wird eine Korrektur der kristallinen Zusammensetzung der Tonerde in Richtung der Vergrößerung des' Böhmitanteiles und der Verringerung des Amorphanteiles oder des schwach kristallisierten Anteiles herbeigeführt, was eine günstige Folge hat bei der Verwendung der Tonerde als Katalysatorträger.
es wird eine Korrektur der kristallinen Zusammensetzung der Tonerde in Richtung der Vergrößerung des' Böhmitanteiles und der Verringerung des Amorphanteiles oder des schwach kristallisierten Anteiles herbeigeführt, was eine günstige Folge hat bei der Verwendung der Tonerde als Katalysatorträger.
Art der Behandlung | Temperatur | MoI- | ulun- | Spezifische | Mechanische | Anmerkungen | |
Prntv | bei Autoklav- | verhältnL | tcmpc* | Oberfläche | Festigkeit | ||
Ji UUC
Nr |
bchandlung | HSO/A1,O, | rütur | "/« | |||
I'll . | Hydratisiertc Tonerde, | hydratisierte | °c | mVB | gegenüber | Zeugenprobe | |
5 Stunden an der Luft | Tonerde | 600 | 360 | Probe 1 | |||
1 | geglüht. | — | 2,15 | 700 | 282 | 100 | |
2 | Aktive Tonerde, | — | 2,15 | 800 | 183 | 123 | Die Proben wurden |
3 | 5 Stunden in Wasser | 2,15 | 600 | 203 | 105 | zuerst in Luft bei | |
4 | dampf geglüht. | _ | 700 | 156 | 85 | 600cC geglüht. | |
5 | Hydrati sierte Tonerde, | — | 800 | 131 | 68 | Die Formlinge sind | |
6 | autoklavbehandelt in | 180 | — | 59 | zu einer klebrigen | ||
7 | Gegenwart von H2O | 1,35 | Masse ver | ||||
schmolzen | |||||||
Hydratisierte Tonerde, | |||||||
autoklavbehandeit in | 180 | 600 | 192 | ||||
8 | Gegenwart einer wäß | 180 | 1,38 | 700 | 180 | 102 | |
9 | rigen. Lösung mit | 180 | 1,38 | 800 | 158 | 108 | |
10 | 10 Gewichtsprozent | 200 | 1,38 | 600 | 178 | 107 | |
11 | NH3 | 200 | 1,31 | 700 | 173 | 126 | |
12 | 200 | 1,31 | 800 | 140 | 122 | ||
13 | 220 | 1,31 | 600 | 147 | 100 | ||
14 | 220 | 1,27 | 700 | 140 | 131 | ||
15 | 220 | 1,27 | 800 | 134 | 110 | ||
16 | 1,27 | 106 | |||||
Probe
Nr. |
Konzentration
der NHj-Lösung NHj-Gewichts- prozent |
Temperatur
der Autoklav behandlung "C |
Molverhältnis
H.O/AltOj der hydratisierten Tonerde |
Glüh
temperatur 0C |
Spezifische
Oberfläche |
Mechanische
Festigkeit in % gegenüber Probe 1 |
17 18 19 |
1 5 15 |
190 190 190 |
1,36 1,37 1,39 |
650 650 650 |
170 167 178 |
118 109 97 |
Claims (1)
- ι 2erde erhalten, welche durch das Bayer-Verfahren her-p . . „ , gestellt wurde, als auch aus Tonerdegelen, die auf verPatentanspruch. Lhiedene Art dargestellt wurden.Die Tonerdegele erbringen den Vorteil eines höherenVerfahren zur gleichzeitigen Verbesserung der 5 chemischen Reinheitsgrades und sind auch leichter zu mechanischen Festigkeit und Verminderung der verarbeiten. Die spezifische Oberfläche solcher durch spezifischen Oberfläche aktiver Tonerde durch kontrollierte thermische Dehydration der Gele erhal-Druckbehandlung bei erhöhter Temperatur in einer tenen aktiven Tonerden liegt im allgemeinen zwischen Wasserdampfatmosphäre und anschließende CaI- 200 und 400 m2/g bei einer hohen Porosität,
cinierung, dadurch gekennzeichnet, io Diese Eigenschaften sind für die Darstellung einiger daß die Druckbehandlung in Gegenwart einer Katalysatoren hinlänglich. Folglich sind keine zusätzwäßrigen Ammoniaklösung mit einer Konzentra- liehen Behandlungen nötig, um Katalysator-Träge/ zu tion von 0,5 bis 20 Gewichtsprozent NH3 bei einer erhalten. In anderen Fällen müssen jedoch bestimmte Temperatur von über 100°C vorzugsweise von Eigenschaften des Trägers korrigiert werden, z. B. 150 bis 2500C und einer Dauer von 2 bis 12 Stun- 15 die spezifische Oberfläche, die Porosität u. a.
den an bereits vorgeformten und nach der Verfor- Manche heterogenen katalytischen Verfahren be-mung getrockneten Granulaten (oder Formlinge) dingen z. B. Katalysatoren mit spezifischen Obcrerfolgt. flächen von mittlerer Größe (50 bis 200 m2/g), und indiesem Fall muß die als Träger verwendete Tonerde, ao entsprechenden Nachbehandlungen unterzogen werden (thermische Behandlung in Luft oder Dampf, bei normalem oder erhöhtem Druck, usw.).
Applications Claiming Priority (2)
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Publication Number | Publication Date |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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US4001144A (en) * | 1975-12-19 | 1977-01-04 | Kaiser Aluminum & Chemical Corporation | Process for modifying the pore volume distribution of alumina base catalyst supports |
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US2939848A (en) * | 1957-06-20 | 1960-06-07 | Standard Oil Co | High-strength alumina pellets |
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-
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- 1972-05-02 FR FR7215537A patent/FR2137522B1/fr not_active Expired
- 1972-05-09 GB GB2162472A patent/GB1360952A/en not_active Expired
Also Published As
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---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |