DE397682C

DE397682C - Process for the production of catalysts

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Publication number: DE397682C
Application number: DEK78431D
Authority: DE
Original assignee: FRITZ KOREF DR
Current assignee: FRITZ KOREF DR
Priority date: 1921-07-17
Filing date: 1921-07-17
Publication date: 1924-06-28

Description

Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren. Es ist bekannt, katalytisch wirkende SiLibstanzen herzustellen durch Reduktion chernischer Verbindungen mit Hilfe von Gasen. So stellt man z. B. ein für die katalytische Ammoniaksynthese geeignetes Eisenpulver dar, indem man über fein verteiltes Eisenoxyd bei 5oo bis 6oo' Wasserstoff oder ein Gemisch von Stickstoff und Wasserstoff leitet. Zur Erreichung eines möglichst wirksamen Katalysators ist es von Wichtigkeit, diese Reduktion einerseits so schnell wie möglich, anderseits bei möglichst wenig erhöhter Temperatur sich vollziehen zu lassen, denn sowohl langsame Reduktion als auch erhöhte Temperatur verringern den Dispersionsgrad des - Katalysators und setzen so' seine Wirksamkeit herab. Beide Bedingungen sind schwer miteinander zu vereinigen, (la nur bei höherer Temperatur. die Reduktion "enügend schnell verläuft.Process for the production of catalysts. It is known to produce catalytically active silicon bodies by reducing chemical compounds with the aid of gases. So you put z. B. is a suitable for the catalytic ammonia synthesis iron powder by passing through finely divided iron oxide at 500 to 600 'hydrogen or a mixture of nitrogen and hydrogen. To achieve an effective way catalyst, it is important to decrease this reduction on the one hand as quickly as possible to let the other hand, take place in as little elevated temperature, for both slow reduction and increased temperature the degree of dispersion of - catalyst and set as' its effectiveness down. Both conditions are difficult to combine with one another, (la only at a higher temperature. The reduction "proceeds sufficiently quickly.

,Jon großem - Einfluß ist ferner clie Dicke der Schicht, in welcher die Verbindung sich in dem Reduktionsraum befindet oder hin-. durchgeführt wird. Bleibt mart bei dem obigen Beispiel, so werden die oberen Schichten schnell reduziert, weil hier der darüberströniende Wasserstoff den bei der Reduktion gebildeten Wasserdampf iiiit sich fortführt und (las die Reduktion bedingende Verhältnis der-Wasserdampf- zur Wasgerstoffkonzentration klein bleibt. In den tieferen Schichten geht die Reduktion - viel langsamer vor - sieh, weil cler sich bi.Idende Wasserdampf nur langsam wegdiffundiert, der Quotient also verhältnismäßig hohe Werte annimmt. Deshalb Z, werden nur die oberen Schichten zu einem feinen Material reduziert, in den tieferen Schichten findet aber eine unerwünschte Ver-,g,röberung der Teilchen statt. Wird der Reduktionsraum, wie dies vielfach üblich ist, vor Beginn der Reduktion mit de? -\"erbinduiibeschickt. so ist an der Stelle des Wasserstoffatistrittes der Quotient größer als an der Eintrittseite; die Reduktion wird dadurch an der Austrittseite verlangsamt, und es entsteht hier ein weniger wirksamer Katalvsator., Jon large - influence is further clie thickness of the layer in which the compound is located in the reduction chamber or departures. is carried out. If we stick to the above example, the upper layers are quickly reduced because here the hydrogen flowing over them carries on the water vapor formed during the reduction and (because the ratio of the water vapor to hydrogen concentration that causes the reduction remains small. In the deeper layers the reduction - much more slowly - see, because the bi.identifying water vapor diffuses away only slowly, the quotient thus assumes relatively high values. Therefore , only the upper layers are reduced to a fine material, but in the deeper layers an undesirable coarsening of the particles takes place. Is the reduction space, as is often the case, before the start of the reduction with de? - \ "erbinduiibeschft. so at the position of the hydrogen tributary is the quotient larger than on the entry side; the reduction is slowed down on the outlet side, and a less effective catalyst is created here.

#Ton vorstehenden -Nachteilen ist das Verfahren --einäß der Erfindung frei. Es wurde gefunden, daß man Katalysatoren von besonders hoher Wirksamkeit erhält, wenn man die Reduktion in der Weise ausfül#rt, daß inar die pulverförinigen N-erbindungen bei der Beförderung aus einem -\-,orratsbehälter in der Reduktionsraum, durch geeignete Hilfsmittel Z, z. B.Sieb mit umlaufenderBürste, oder durcl-Einwirkung eines aufwirbelnden Gasstroine4 in feine, nicht zusammenhän-ende Partikelchen zerteilt und diese dann in Form einez Staubregens oder einer Staubwolke durcl' den Reduktionsrauin führt. Da die sänirlichen feinen Partikelchen der pulverförrnIgel# Verbindung dein in gleicher cKler entgegengesetzter Richtung durch (len Reduktionsraun strönleiiden, reduzierenden Gase unbeeinfluG1 von -Nachbarpartikelchen frei zugänglic` sind, so kann selbst bei ni.Uigen Temperau.-. ren die Reduktion äußerst schnell durchgeführt und auch der bei der Reduktion geln` dete Wasserdarnpf durch (len Reduktionsgis stroin -:cilliell beseitigt Nverden.#One of the above disadvantages, the method is free according to the invention. It has been found that catalysts of particularly high effectiveness are obtained if the reduction is carried out in such a way that the powdery N-compounds are transported from a storage container to the reduction room by means of suitable auxiliaries Z, z. B. A sieve with a rotating brush or by the action of a whirling gas routine4 is divided into fine, non-cohesive particles and these then lead through the reduction roughness in the form of a dust rain or a dust cloud. Since the natural fine particles of the powder granule compound are freely accessible in the same opposite direction by the reduction of the reducing gases, the reduction gases are not influenced by neighboring particles, the reduction can be carried out extremely quickly even at low temperatures also the water vapor applied during the reduction (len Reduktionsgis stroin -: cilliell eliminates Nverden.

Das Aufwirbeln der pulverförinigen Ver teilun,- kann sowohl unmittelbar durch das in den Reduktionsratiin Übertretende, reduzierende Gas als auch durch einen besonderen Gasstroni erfolgen, der den Reduktionsvor-(rang nicht beeinträchtigt. In beiden Fällen findet, sofern die aufgewirbelten feinen Partikelchen von unten nach oben steigend durch den Reduktionsrauin gefördert bzw. von einem die --#£tifwirbeltiiig bewirkenden, aufwirtssteigenden Gasstroni mitgerissen wer-(len, gleichzeitig eine Auslese derselben bezüglich ihrer Feinheit statt, wenn das Ausgangsprodukt nicht ganz einheitlich ist, wodurch die Wirksamkeit des entstehenden Katalysators noch erhöht wird.The stirring up of the powdery Ver share, - can both directly through that which transgresses into the reduction ratio, reducing Gas as well as by a special gas troni, which has priority over the reduction not affected. In both cases takes place, provided the whirled up fine Particles rising from bottom to top are conveyed or transported through the reduction roughness. carried away by an ascending gas troni that causes the vortex be (len, at the same time a selection of them with regard to their fineness takes place, if the starting product is not entirely uniform, reducing the effectiveness of the resulting Catalyst is still increased.

Auf der Zeichnung sind in den Abb. i und 2 zwei Vorrichtungen zur Ausführung ZD 12 des vorliegenden Verfahrens im senkrechten Schnitt dargestellt.On the drawing are in Figs. I and 2 two devices for Execution ZD 12 of the present method shown in vertical section.

Bei dbr Ausführungsforin nach Abb. i besteht der Reduktionsraum aus einem senkrecht stehenden, elektrisch geheizten Porzellailrohrofen a von etwa .2 inLänge und 5o min lichter Weite, durch den das mittels des Rohransitzes b zugeleitete Reduktionsgas in _Richtung von unten nach oben strömt und oben seitlich durch die Rohransätze c austritt. Darüber befindet sich ein Vorratsgefäß d für - die Verbindung, welches nach unten gegen den Ofen durch ein feines, aus Drahtgaze, Seidengaze o. dgl. bestehendes en,-i-naschiges Sieb e abgeschlossen ist. Über zz diesem befindet sich eine drehbare Bürste Durch g wird die pulverförmige Verbindung eingefüllt. Wenn die Bürste in Umdrehung versetzt wird, wird das Pulver durch das Sieb hindurchbefördert und fällt nuninehr als Staub- oder Pulverregen durch den Ofenraum, in dem es reduziert wird, in ein am unteren Ende angebrachtes Auffanggefäß h. Wenn die Reduktion in einem Arbeitsgang nicht zu Ende geht, muß das Material mehrmals durch den Ofen geführt werden. Der Katalysator wird besonders wirksain, wenn man die in der Zeiteinheit durch den Ofen geführte Substanzinenge vergleichsweise klein wählt.In the embodiment according to Fig. 1, the reduction room consists of a vertical, electrically heated porcelain tube furnace a about .2 in length and 50 minutes clearance, through which the reducing gas supplied by means of the tube seat b flows in the direction from bottom to top and laterally through the top the pipe socket c emerges. Above that is a storage vessel for d - the connection which is closed at the bottom to the furnace through a fine, of wire gauze, silk screen or the like existing s, -i-naschiges sieve e... A rotatable brush is located above this. The powdery compound is filled in through g. When the brush is set in rotation, the powder is conveyed through the sieve and now falls as a rain of dust or powder through the furnace space, in which it is reduced, into a collecting vessel h attached to the lower end. If the reduction does not come to an end in one operation, the material has to be passed through the furnace several times. The catalyst becomes particularly effective if the amount of substance passed through the furnace in the unit of time is chosen to be comparatively small.

Ein katalytisch äußerst wirksames Eisenpulver erhält man beispielsweise, wenn man in der beschriebenen Anordnung stündlich 2o bis 30 g feinstes Eiserioxyd durch den auf 700' bis Soo' erhitzten Ofen fallen läßt, durch den ein Wasserstoffstroin init einer Geschwindigkeit von 300 I/Std. von unten Z> nach oben strömt.A catalytically extremely effective iron powder is obtained, for example, if, in the arrangement described, 2o to 30 g of the finest iron oxide is allowed to fall every hour through the oven heated to 700 ' to Soo', through which a hydrogen stream at a rate of 300 l / h. flows from below Z> upwards.

Bei der in Abb. 2 dargestellten Ausführungsforni besteht der Reduktionsrauni ebenfalls aus einem senkrechtstehenden.elektrisch geheizten Porzellanrohrofen a. Die pulverförmige Verbindung ist in das untere Gefäß h eingefüllt undwirdvon dem durch dasRolirl, zugeführten, wiederum von unten nach obeli durch das Porzellanrohr strömenden Reduktionsgas aufgewirbelt und mitgerissen. Das in das Gefäß h eintretende Zuführungsrohr b für (las Reduktiolisgas ist hierbei zweckmäßig zi e nach unten abgebogen, um die Auf-,virbelung der Verbindung zu erleichtern. - Das aufgewirbelte Pulver passiert den Reduktionsrauni in Richtung von unten nach oben und wird Ilier reduziert. Am oberen Ende des Porzellanrohres a ist ein seitlich abgebogenes, mit einer kugelförmigen Erweiterung i versehenes Auffangegefäß angeschlossen. In der kugelartigen Erweiterung verlangsamt sich der Gasstrom, so daß das bis hierher geförderte Reduktionsgut sich niederschlägt. Der Gasstrom passiert zur Sicherheit noch die zweite kugelförmige Erweiterung k und tritt dann durch ein seitliches Rohrl aus-Bei dieser --#.usführtiii-Sform der Vorrichtung findet, wie ohne weiteres ersichtlich, gleichzeitig eine Auslese statt. -Nur die feinen Partikelchen werden in das Auffangge-fäß i übergeführt, während die gröberen Partikelchen zufolge der Schwerkraft-in das Gefäß h zurückfallen und sich am Boden desselben niedersetzen.In the embodiment shown in Fig. 2, the reduction room also consists of a vertical, electrically heated porcelain tube furnace a. The powdery compound is poured into the lower vessel h and is whirled up and carried away by the reducing gas that is fed in through the roller, again flowing through the porcelain tube from the bottom upwards. The supply tube h entering the vessel b for (las Reduktiolisgas is expedient here zi e bent down to the up, virbelung to facilitate the connection. - The fluidized powder passes through the Reduktionsrauni in the direction from bottom to top and is Ilier reduced. At the upper end of the porcelain tube a is a laterally bent collecting vessel provided with a spherical extension i. In the spherical extension the gas flow slows down so that the reduction material transported up to this point is deposited. The gas flow passes through the second spherical extension k to be on the safe side and then exits through a side tube -With this - #. executioniii-S-form of the device, as can be seen, a selection takes place at the same time. -Only the fine particles are transferred into the collecting vessel , while the coarser particles as a result of gravity falling back into the vessel h and ni at the bottom of the same set up.

Die Auf wirbelung des pulverförmigen Ausgangsproduktes könnte natürlich -bei im wesentlichen gleicher Ausführung der Vorrichtung auch durch einen in das Gefäß lt eingeführten besonderen Gasstrom bewirkt werden.The swirling of the powdery starting product could of course -with essentially the same design of the device also by an in the Vessel lt introduced special gas flow can be effected.

Claims

PATENT CLAIMS: #. i. Process for the production of catalysts by reducing chemical compounds with the help of reducing gases characterized in that the powdery compounds are transported from one Reservoir in the reduction room by devices such. B. a sieve with revolving brush, divided into fine, non-coherent particles.

2. The method according to claim i, characterized in that the powdery compounds in d.a storage container subjected to the action of a turbulent gas flow and expediently promoted rising from the bottom up through the reduction chamber will.