DE2514585A1

DE2514585A1 - Verfahren zur katalytischen verbrennung von fluorfreien halogenkohlenwasserstoffen

Info

Publication number: DE2514585A1
Application number: DE19752514585
Authority: DE
Inventors: Joachim Dr Massonne; Guenter Dr Weidenbach
Original assignee: Kali Chemie AG
Current assignee: Kali Chemie AG
Priority date: 1975-04-03
Filing date: 1975-04-03
Publication date: 1976-10-14

Description

Verfahren zur katalytischen Verbrennung von fluorfreien Halogenkohlenwasserstoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur katalytischen Verbrennung von Halogenkohlenwasserstoffen, die kein Fluor enthalten, durch Umsetzung mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen, unter Verwendung eines Oxydationskatalysators mit säurestabilen Eigenschaften.
Halogenkohlenwasserstoffe, insbesondere chlorierte Kohlenwasserstoffe, stellen häufig ein Abfallproblem dar, da ihre Beseitigung auf Schwierigkeiten stößt. Etliche dieser Verbindungen haben toxische Eigenschaften, so daß ihre Entfernung aus Abgasen unumgänglich ist. Es ist bekannt, derartige Stoffe-mit Hilfe von Luftsauerstoff zu CO2, Wasser, und Halogenwasserstoff zu verbrennen. Wird die Verbrennung rein thermisch durchgeführt, so erfordert sie Temperaturen oberhalb 800 C und einen entsprechend hohen Energieaufwand. Zur katalytischen Oxydation von Halogenkohlenwasserstoffen sind wesentlich geringere Temperaturen erforderlich, doch verlieren bekannte Katalysatoren nach kurzer Zeit ihre Aktivität und mechanische Stabilität, da der bei der Verbrennung entstehende Halogenkohlenwasserstoff bzw. das Halogen die z.B. aluminiumoxydhaltigen Träger angreifen. Katalysatoren, die ohne Verwendung von A1203 hergestellt werden, z.B. auf Basis von SiO2-Trägern, zeigen keine ausreichende Aktivität.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß die katalytische Oxydation von Halogenkohlenwasserstoffen, die allerdings fluorfrei sein müssen, mit einem Katalysator durchgeführt werden kann, der aus einem Träger aus porösem Glas besteht und o,o5 - 1 Gew.-% Platin oder Palladium oder ein Gemisch von Platin und Palladium enthält. Unter Halogenkohlenwasserstoffen werden chlor-, brom- oder jodhaltige aliphatische, cycloaliphatische, aromatische oder polycyclische Kohlenwasserstoffe verstanden, die auch Mehrfachbindungen enthalten können.
3 Das Gesamtporenvolumen des Trägers ist vorteilhaft ) o,4 cm /g bei einem mittleren Porendurchmesser von 800-1000 A. Als Trägermaterial sind Glaskugeln besonders geeignet, die von der Firma PPG Industries Inc., Pittsburgh, USA, unter der Bezeichnung KC 7 angeboten werden.
Die Aufbringung des Platins oder Palladiums oder des Gemisches beider Metalle erfolgt in bekannter Weise, beispielsweise durch Tränkung des Trägers mit einer wässrigen Lösung einer Platin-und/oder Palladiumverbindung, vorzugsweise von Tetramminhydroxiden des Platins oder Palladiums, deren Konzentration so eingestellt ist, daß der fertige Katalysator 0,o5 - 1 Gew.-%, vorzugsweise o,l - o,5 Gew.-%, Platin und/oder Palladium enthält. Bei Anwendung eines Gemisches von Platin und Palladium ist ein Verhältnis von Platin : Palladium von io : 1 bis io : 5 empfehlenswert.
Nach dem Trocknen bei Temperaturen von etwa 120 - 200°C, vorzugsweise bei 140 - 16o0C, wird der Katalysator bei Temperaturen von 500 - 800 C in Luft calciniert.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur katalytischen Verbrennung von fluorfreien Halogenkohlenwasserstoffen durch Umsetzung mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennung in Gegenwart eines Katalysators durchgeführt wird, der aus einem Träger aus porösem Glas besteht und als aktive Komponente Platin und/oder Palladium enthält.
Der Sauerstoff oder das sauerstoffhaltige Gas wird im stöchiometrischen Überschuß eingesetzt, um eine vollständige Verbrennung zu erreichen. Die Raumgeschwindigkeit des Reaktionsgases kann bis zu 50.ovo v/vh betragen. In Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung des Halogenkohlenwasserstoffes werden die für eine vollständige Verbrennung erforderlichen Temperaturen und Raumgeschwindigkeiten eingestellt. Eine Temperatur von unter 350°C hat sich in vielen Fällen als zu niedrig erwiesen; der bevorzugte Temperaturbereich liegt zwischen 400 und 6000C Das den katalytischen Reaktor verlassende Gas enthält neben C02 und Wasserdampf die entsprechenden Halogenwasserstoffe bzw. auch freies Halogen. Die beiden letzteren Komponenten werden auf bekannte Weise durch Behandeln mit geeigneten Absorptionsmitteln wie beispielsweise wässrigen Laugen oder festen alkalischen Stoffen entfernt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in den folgenden Beispielen erläutert: Beispiel 1 Glaskugeln des Typs KC 7 der Firma PPG Industries mit einem Durchmesser von 2-4 mm, einem Gesamtporenvolumen zwischen o,4 und 0,5 cm3/g und einem mittleren Porendurchmesser von 800-1000 2 werden in der Siedehitze mit einer wässrigen Lösung von Platintetramminhydroxid getränkt, die so viel Platin enthält, daß der fertige Katalysator o,3 Gew.-% Pt aufweist.
Nach der Trocknung bei 1500C wird der Katalysator bei 5500C in Luft calciniert.
Beispiel 2 Der im Beispiel 1 beschriebene Katalysator wurde mit einem Abgas erprobt, das 2.ooo ppm Vinylchlorid in Luft enthielt. Bei einer Raumgeschwindigkeit von 25.ooo v/vh wurden bei den genannten Eingangstemperaturen folgende Restkonzentrationen an Vinylchlorid ermittelt: Tgmp. Restkonzentration VC C ppm 300 330 350 270 400 loo 450 - 30 Soo nicht mehr nachweisbar Beispiel 3 Der im Beispiel 1 beschriebene Katalysator wurde mit einem Abgas getestet, das 2.ooo ppm Äthylenchlorid in Luft enthielt. Bei einer Raumgeschwindigkeit von 25.ooo v/vh wurden bei den genannten Temperaturen folgende Restgehalte gemessen: Eingangs temperatur Endkonzentration # 2H4 Cl2 °C ppm 300 290 350 210 400 So 450 nicht mehr nachweisbar

Claims

Patentansprüche Verfahren zur katalytischen Verbrennung von fluorfreien Halogenkohlenwasserstoffen durch Umsetzung mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennung in Gegenwart eines Katalysators durchgeführt wird, der aus einem Träger aus porösem Glas besteht und als aktive Komponente Platin und/oder Palladium enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennung bei Temperaturen oberhalb 35o0C, vorzugsweise bei 400 600°C durchgeführt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein Gesamtporenvolumen von> o,4 cm3/g bei einem mittleren Porendurchmesser von 800-1000 Å aufweist.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator o,o5-1 Gew.-%, vorzugsweise o,1 bis o,5 Gew.-%, Platin enthält.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator o,o5-1 Gew.-%, vorzugsweise o,1 bis o,5 Gew.-%, Palladium enthält.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator o,o5-1 Gew.-%, vorzugsweise o,1 bis o,5 Gew.-%, Platin und Palladium enthält.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Platin : Palladium 1o : 1 bis 1o : 5 beträgt.