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Verfahren zur Darstellung von aluminiumoxyd enthaltenden Mischkatalysatoren
Zusatz zum Patent 486 597 Es ist ein Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumkatalysators
vorgeschlagen worden, nach dem man amalgamiertes Aluminiummetall oder Aluminiummetallegierungen
mit mehr oder weniger großen Mengen Wassers unter Bildung von Aluminiumhydroxyd
reagieren läßt und gegebenenfalls durch Überleiten von Wasserdampf in geringer Konzentration
bei unterhalb I00° C liegenden Temperaturen eine weitere Vermehrung der gebildeten
Hydroxydmenge bewirkt. Nach Erhitzen oder Überleiten von Gasen oder Dämpfen bei
erhöhter Temperatur ist das Metall gegen weitere Einwirkung von Wasser beständig.
Man erhält so einen guten Muminiumoxydkatalvsator auf einem Metallträger.
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Es wurde nun gefunden, daß man auf ganz analoger Weise auch Aluminiumoxydmischkatalysatoren
herstellen kann, wenn man nämlich das amalgamierte Metall nicht mit Wasser, sondern
mit Salzlösungen reagieren läßt, z. B. mit Nitraten, Acetaten u. dgl. Das in der
Lösung enthaltene Metallsalz lagert sich hierbei in fein verteilter Form in das
gebildete Aluminiumhydroxyd ein; gegebenenfalls wird es, z. B. bei der Verwendung
von Lösungen der Nitrate, gleichzeitig zu Metall oder Metalloxyd reduziert. Man
kann naturgemäß auch nachträglich Reduktionen und Oxydationen an dem eingelagerten
Metall in bekannter Weise ausführen.
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Die Zusammensetzung des Mischkatalysators kann durch Veränderung
der Konzentration der Salzlösung, mit der das amalgamierte Aluminiummetall in Reaktion
tritt, in weiten Grenzen variiert werden.
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Durch Verwendung von Gemischen von Lösungen verschiedener Salze können
mehrere katalytisch wirkende Substanzen gleichzeitig in das Aluminiumoxyd eingelagert
werden.
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Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, das Aluminium oder die Aluminiumlegierung,
besonders wenn das Metall eine sehr glatte Oberfläche besitzt, mit Lauge oder Säure
kräftig anzuätzen, gegebenenfalls unter Zugabe einer geringen Menge Quecksilberchlorid,
damit der gebildete Katalysator besser auf der Metalloberfläche haftet.
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Durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung gelingt es auf
einfache Weise, Aluminiumoxydmischkatalysatoren auf einem Metallträger von guter
Wärmeleitfähigkeit herzustellen.
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Es ist zwar bereits ein Verfahren zur katalytischen Hydrierung und
Dehydrierung organischer Verbindungen bekannt, welches darin besteht, daß man Katalysatoren
verwendet, die aus solchen Legierungen entstehen, die bei der Darstellung des Kontakts
oder
seiner Verwendung zerfallen. Demgegenüber entstehen die nach dem vorliegendenVerfahrendargestellten
Mischkatalysatoren nicht aus Legierungen der betreffenden Metalle. Die Amalgamierung
des Aluminiums ist gemäß vorliegendem Verfahren nur eine rein oberflächliche und
bezweckt die Aktivierung des Aluminiums.
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Die gemäß vorliegendem Verfahren erhaltenen Mischkatalysatoren zeichnen
sich gegenüber den bekannten Aluminiumoxydkatalysatoren ohne Zusatz durch große
Steigerung der Wirkung aus. So gelingt es beispielsweise bei Verwendung eines Mischkatalysators
gemäß vorliegender Erfindung Essigsäure in Aceton fast quantitiv überzuführen. Ferner
läßt sich diese Umwandlung mit einem Katalysator, der neben Aluminiumoxyd noch Calciumoxyd
enthält, bei bis zu 50° tieferen Reaktionstemperaturen durchführen, also bei 4600
statt bei 510 bis 5200. Man erreicht dadurch eine wesentliche Ersparnis an Wärmeaufwand
und gleichzeitig eine Verminderung der sekundären Reaktionen.
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Zur Erreichung der obenerwähnten praktisch quantitativen Ausbeute
ist man bei der Verwendung des Mischkatalysators nicht an die Einhaltung besonders
eng begrenzter Versuchsbedingungen gebunden. Temperatur und Überleitungsgeschwindigkeit
können in beträchtlichen Grenzen verändert werden, ohne daß eine Verminderung der
Ausbeute eintritt. Auch die Anordnung und Verteilung des Katalysators im Kontaktraum
bedarf keiner besonderen Sorgfalt, ein Umstand, der für die technische Durchführung
von besonderer Bedeutung ist.
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Es ist bekannt, daß Mischkatalysatoren, auch solche, die aus Amalgamen
hergestellt sind, in vielen Fällen durch ganz besonders wertvolle Eigenschaften
sich auszeichnen.
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Das vorliegende neue Verfahren bedeutet insofern einen wesentlichen
technischen Fortschritt, als es hiernach auf einfache Weise gelingt, Aluminiumoxydmischkatalysatoren
auf einem Metallträger von ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit herzustellen, wodurch
die technische Anwendbarkeit dieser Katalysatoren beträchtlich erleichtert wird.
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Beispiel Aluminiumdrehspäne werden mit heißer 5prozentiger Natronlauge
15 bis 30 Minuten behandelt, mit Wasser abgespült und etwa 20 Minuten in eine wäßrige
Sublimatlösung, die etwa 2 g Sublimat im Liter enthält, getaucht. Sobald die Wasserstoffentwicklung
gleichmäßig kräftig eingesetzt hat, werden die amalgamierten Späne aus der Lösung
herausgenommen, I bis 3 Minuten in eine 300 g Calciumnitrat im Liter enthaltende
Lösung getaucht und nach Ablaufenlassen der überschüssigen Lösung sich selbst überlassen.
Nachdem die Reaktion des Metalls mit der anhaftenden Lösung beendet ist, werden
die so präparierten Späne in einen geeigneten Kontaktofen gebracht und unter Überleiten
von Luft bis auf etwa 4000 C erhitzt. Sodann wird Wasserdampf und hierauf verdünnte
Essigsäure übergeleitet unter Steigerung der Temperatur auf 440 bis 4800 C. Zu Beginn
des Überleitens tritt sekundäre Zersetzung des gebildeten Acetons auf, diese Zersetzung
läßt jedoch rasch nach.
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Hierauf kann Essigsäure von beliebiger Konzentration übergeleitet
werden. Die Umwandlung der Säure ist vollständig, die Ausbeute über 90(0.