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 Tonerde

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DE2211002C3
DE2211002C3 DE2211002A DE2211002A DE2211002C3 DE 2211002 C3 DE2211002 C3 DE 2211002C3 DE 2211002 A DE2211002 A DE 2211002A DE 2211002 A DE2211002 A DE 2211002A DE 2211002 C3 DE2211002 C3 DE 2211002C3
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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
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
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-
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
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.
Beispiel 2
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.
Tabelle
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
Tabelle 2
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)

  1. ι 2
    erde 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 höheren
    Verfahren 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 in
    diesem Fall muß die als Träger verwendete Tonerde, ao entsprechenden Nachbehandlungen unterzogen werden (thermische Behandlung in Luft oder Dampf, bei normalem oder erhöhtem Druck, usw.).
DE2211002A 1971-05-15 1972-03-08 Verfahren-zur gleichzeitigen Verbesserung der mechanischen Festigkeit und Verminderung der spezifischen Oberfläche aktiver Tonerde Expired DE2211002C3 (de)

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US00232261A US3839230A (en) 1971-05-15 1972-03-06 Process for improving the active-alumina catalyst properties

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DE2211002A1 DE2211002A1 (de) 1972-11-30
DE2211002B2 DE2211002B2 (de) 1973-10-04
DE2211002C3 true DE2211002C3 (de) 1974-05-30

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