DE3906586C2 - - Google Patents
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Classifications
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- B01J35/40—
-
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- C07C51/36—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reactions not involving formation of carboxyl groups by hydrogenation of carbon-to-carbon unsaturated bonds
Description
Die Erfindung betrifft mit Silizium mechanisch legierte Schwermetallpulver
für die Verwendung als heterogener Katalysator zum Hydrieren
und/oder Härten von natürlichen Ölen, Fetten, Fettsäuren
und/oder derer Derivate, insbesondere zum Hydrieren von Fettsäuremethylester
und zum Härten von Fettsäure.
Zum Hydrieren der genannten Einsatzstoffe zu Fettalkoholen beziehungsweise
zum Absättigen darin enthaltener Doppelbindungen ist es
bekannt, heterogene Katalysatoren auf Schwermetallbasis, wie Kupfer,
Chrom, Zink, Nickel oder deren Oxide sowie auf Edelmetallbasis
einzusetzen. Für eine hohe Aktivität dieser Katalysatoren
ist eine extrem feine Dispersion der aktiven Metall- beziehungsweise
Metalloxidpartikel besonders wichtig. Die Kristallitgrößen
dieser Teilchen in den bekannten Katalysatoren bewegen sich im
allgemeinen zwischen 5 und 15 nm. Zum Herstellen solch kleiner
Teilchen ist ein hoher verfahrenstechnischer Aufwand notwendig.
Die meisten dieser Katalysatoren mit hohen Dispersionsgraden werden
durch das Ausfällen der Metall-Komponenten aus ihren wäßrigen
Lösungen dargestellt. Eine andere, häufig bei Edelmetallkontakten
angewandte Methode ist das Imprägnieren poröser
Trägermaterialien mit Metallsalzlösungen. In diesen
bekannten Verfahren zum Herstellen
von Katalysatoren fällt eine beträchtliche Menge an schwermetallhaltigem
Abwasser an, das aufwendigen Entsorgungs- und Entgiftungsbehandlungen
unterworfen werden muß. Sehr häufig schließen
sich an die Fällungen Trocknungs- und Kalzinierschritte an, bei
denen es zur Gas- oder Staubemission kommt. Auch bei diesen Verfahrensschritten
ist für eine sichere Handhabung ein
hoher technischer Aufwand notwendig.
In neuerer Zeit sind nun Schwermetalle enthaltende Legierungen
bekannt geworden, die durch das sogenannte mechanische Legieren
hergestellt werden und neue mechanische und physikalische Eigenschaften
zeigen (DE 38 13 224 A1). Sie werden nanokristallin
genannt. Beim mechanischen Legieren wird das Metall- beziehungsweise
Metalloxid-Pulver in einer speziellen Kugelmühle, dem Attritor,
sehr schnell und intensiv gemahlen. Durch den hohen mechanischen
Energieeintrag wird die Legierung erhalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein für die Verwendung
als Hydrier- bzw. Härtungskatalysator geeignetes Schwermetallpulver
der eingangs genannten Art bereitzustellen, das eine hohe katalytische
Aktivität aufweist und auf eine abwasserfreie und emissionsarme
Weise herstellbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß
durch die Merkmale der beiden unabhängigen Ansprüche gelöst.
Besonders wichtig ist die außerordentlich geringe Metallkristallitgröße
in den erzeugten Legierungen. Sie liegt in der Größenordnung
um 5 bis 20 nm und somit im Bereich der Kristallitgrößen frischer
Fällungskatalysatoren und läßt sich durch eine bestimmte
Vorgehensweise beim mechanischen Legieren erreichen.
Überraschenderweise wurde bei allen hergestellten Katalysatoren
eine katalytische Hydrieraktivität festgestellt, die deutlich von
der jeweiligen Legierungszusammensetzung abhängt.
In den folgenden Ausführungsbeispielen wird gezeigt, daß erfindungsgemäße
durch mechanisches Legieren hergestellte Katalysatoren
für Hydrierreaktionen von Ölen und Fetten bzw. deren Derivaten
zu Fettalkoholen und zum Absättigen der Doppelbindungen in
diesen Rohstoffen vorteilhaft eingesetzt werden können. Ein weiterer
großer Vorteil der neuen Legierungskatalysatoren liegt in
den problemlosen Aufarbeitungsmöglichkeiten der gebrauchten Katalysatoren.
Zum Aufarbeiten können diese Katalysatoren nämlich in
Stahlschmelzen eingesetzt werden. Dadurch wird ebenfalls eine höhere
Wirtschaftlichkeit im Einsatz dieser Katalysatoren im Vergleich
zu den bekannten erreicht.
Die katalytischen Eigenschaften solcher aus nanokristallinen Legierungen
bestehender Katalysatoren wurden für die Fettalkoholherstellung
mit Kupfer-Silicium- sowie Kupfer-Siliciumdioxid-Legierungen
und für die Fettsäurehärtung mit Nickel-Silicium-Legierungen
geprüft. Die Ergebnisse sind im folgenden aufgeführt. Dabei
bedeutet TiO5-Fettsäure eine Fettsäure mit überwiegend C12- und
C18-Alkylketten. Mit OHZ ist die Hydroxyl-Zahl, mit VZ die Verseifungszahl
bezeichnet. VZ0 ist die Verseifungszahl vor dem Hydrieren.
Entsprechendes gilt für die Jodzahlen JZ bzw. JZ₀.
Claims (2)
1. Mit Silizium mechanisch legiertes Schwermetallpulver für die
Verwendung als heterogener Katalysator zum Hydrieren von natürlichen
Ölen, Fetten, Fettsäuren und/oder deren Derivaten,
insbesondere von Fettsäuremethylester, zu Fettalkoholen,
gekennzeichnet durch
eine Metallkristallitgröße von 5 bis 20 nm und die Zusammensetzung
CuxSiy mit x von 40 bis 65 und y von 60 bis 35.
2. Mit Silizium mechanisch legiertes Schwermetallpulver für die
Verwendung als heterogener Katalysator zum Härten von natürlichen
Ölen, Fetten, Fettsäuren und/oder deren Derivaten, insbesondere
von Fettsäure,
gekennzeichnet durch
eine Metallkristallitgröße von 5 bis 20 nm und die Zusammensetzung
NixSiy mit x von 40 bis gegen 100 und y von 60 bis
gegen 0.
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