DE3319099C2 - - Google Patents

Description

Katalysatoren auf der Basis von γ-Tonerde sind bekannt, ebenso bekannt ist, daß sie für bestimmte Reaktionen, insbesondere für die Bindungs-Isomerisationsreaktionen eine zu hohe Acidität aufweisen. Darüber hinaus steigt die Acidität von γ -Tonerde weiter, wenn diese zur Er­ höhung der thermischen Stabilität mit Kieselsäure be­ handelt worden ist. Andererseits ist eine Stabilisierung mit Kieselsäure erforderlich, um Tonerde einer Regenerierung bei hoher Temperatur ohne Verlust ihrer Aktivität zugänglich zu machen.

Aus der DE-OS 29 16 563 ist ein Katalysator bekannt, der aus einem Trägermaterial aus faserförmigem Siliciumoxid und Aluminiumoxid in im wesentlichen gleichen Anteilen besteht und dieses Trägermaterial eine katalytisch wirk­ same Substanz in Form von mindestens einem Element und mindestens einem Oxid der Elemente der Gruppen IIIA, IIIB, VIA und VIII enthält. Im wesentlichen wird die katalytisch wirksame Substanz von einem Platinmetall und Chromoxid, Aluminiumoxid oder Ceroxid gebildet. Er dient zur flammenlosen Verbrennung von Flüssiggasen bei relativ tiefen Temperaturen, wozu das Vorhandensein von me­ tallischem Platin Voraussetzung ist.

Aufgabe der Erfindung ist ein regenerierbarer Katalysator, der sich insbesondere für die Isomerisierung von olefi­ nisch ungesättigten Verbindungen eignet und nicht die Acidität der üblichen Katalysatoren auf der Basis von γ-Tonerde besitzt.

Diese Aufgabe wird durch den in obigem Anspruch 1 charak­ terisierten γ-Tonerde-Katalysator gelöst.

Der erfindungsgemäße Katalysator eignet sich insbesonde­ re zur Isomerisierung von 2-Buten zu 1-Buten.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen stabilisierten γ-Tonerde-Katalysator geschieht durch Tränken der Tonerde mit einer wäßrigen Lösung der entsprechenden Metallsalze, vorzugsweise der Nitrate oder Acetate.

Beispiel 1

20 g γ-Tonerde (spezifische Oberfläche 200 m²/g) wurden mit 15 m³ einer alkoholischen Lösung enthaltend 0,75 g einer 40%igen Lösung von Ethylen­ orthosilicat behandelt.

Das Gemisch konnte bei 50°C 2 h reagieren, dann wurde es dekantiert und mit Dampf zur Hydrolyse der Silanolgruppen behandelt. Anschließend wurde getrocknet und 4 h bei 500°C gebrannt.

Man erhielt ein Material, daß 1,5% SiO₂ enthielt. Es wurde mit 15 m³ einer wäßrigen Lösung von 5,9 g Lanthan­ nitrat imprägniert, das imprägnierte Material wurde getrocknet und 4 h bei 500°C gebrannt.

Der so erhaltene Katalysator war eine mit 1,5% SiO₂ stabilisierte γ-Tonerde, die 10% La₂O₃ enthielt.

Er wurde in einen Reaktor eingebracht und in diesem trans-2-Buten bei 470°C unter Atmosphärendruck bei einer Durchsatzgeschwindigkeit von 6 m³/m³ · h isomerisiert. Auf diese Weise erhielt man 1-Buten mit nur 140 ppm Isobuten.

Nach 24 h bei 1000°C besaß der Katalysator eine spe­ zifische Oberfläche von 113 m²/g. Er zeigte nach 40 Zyklen von Betriebszeit - insgesamt 332 h - und Regenerations­ zeit - insgesamt 152 h - keinen Aktivitätsverlust. Die Regenerierung erfolgte bei einer Temperatur von 540°C.

Beispiel 2

Entsprechend Beispiel 1 wurde ein Katalysator herge­ stellt, der in γ-Tonerde 1,5% SiO₂ und 2,5% CaO enthielt. Der Calciumgehalt wurde durch Tränken mit 15 m³ einer wäßrigen Lösung von 2,4 g Calciumnitrat, Trocknen und Brennen während 4 h bei 500°C eingebracht.

Dieser Katalysator diente, wie oben, zur Isomerisierung von 2-Buten bei 450°C unter Atmosphärendruck bei einer Durchsatzgeschwindigkeit von 6 m³/m³ · h, wodurch man 1-Buten mit einem Isobutengehalt von nur 150 ppm erhielt.

Nach einer Wärmbehandlung von 24 h bei 1000°C hatte der Katalysator eine spezifische Oberfläche von 183 m²/g. Er zeigte nach 40 Zyklen von Betriebszeit - insgesamt 332 h - und Regenerationszeit - insgesamt 152 h - keinen Aktivitäts­ verlust. Die Regenerierung erfolgte bei 540°C.

Claims (2)

1. γ-Tonerde, Siliciumdioxid sowie gegebenenfalls Lanthanoxid enthaltender Katalysator, hergestellt durch Auf­ bringen der Metallkomponente auf einen Siliciumdioxid und Aluminiumoxid enthaltenden Träger, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit Kieselsäure stabilisierte γ-Tonerde mit einer wäßrigen Calcium-, Barium-, Eisen oder Lanthansalzlösung imprägniert, anschließend getrocknet und gebrannt wird, wobei der Katalysator der allgemeinen Formel a Al₂O₃ · b SiO₂ · c Zentspricht, worin Z für Calcium-, Barium-, Eisen- oder Lanthanoxid steht, a, b und c die Anzahl der Mole der Oxid­ komponenten angeben und b eine Zahl von 0,020 bis 0,25, (b + c)/a eine Zahl von 0,01 bis 9 und c im Falle von CaO ≧ 0,500b + 0,030, im Falle von BaO ≧ 0,500b + 0,020, im Falle von Fe₂O₃ ≧ 0,290b + 0,018 und im Falle von La₂O₃ < 0,257b + 0,014 ist.

2. Verwendung des Katalysators nach Anspruch 1 zur Iso­ merisierung olefinisch ungesättigter Verbindungen.