DE69205845T3 - Katalysatorträger, zusammensetzung und Verfahren zu seiner Herstellung. - Google Patents
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Katalysatorträger wie auch eine Zusammensetzung und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
- Katalysatoren zur Herstellung von Ethylenoxid aus Ethylen und molekularem Sauerstoff umfassen im allgemeinen Silber, dessen Trägersubstanz im wesentlichen aus Alpha-Aluminiumoxid gebildet wird. Solche Katalysatoren werden normalerweise mit Alkalimetallen verbessert. Andere Co-Promotoren wie Rhenium oder Rhenium gemeinsam mit Schwefel, Molybdän, Wolfram und Chrom können auch verwendet werden. Siehe zum Beispiel U.S. 4,766,105, erteilt am 23. August 1988. Während sich die Forschung stets auf Promotoren konzentriert hat, beschäftigte man sich in jüngster Zeit intensiv mit den Aluminiumoxidträgern und mit Methoden, diese zur Herstellung verbesserter Katalysatoren zu verändern.
- Die Europäische Patentanmeldung 247 414, veröffentlicht am 2. Dezember 1987, offenbart die Zugabe von Siliciumdioxid zu einem Alpha-Aluminiumoxid-Träger, U.S. Patent Nr. 4,428,863, erteilt am 31. Januar 1984, offenbart die Zugabe von Bariumaluminat oder Bariumsilicat zu Aluminiumoxidträgern während deren Herstellung. In U.S. Patent Nr. 4,728,634, erteilt am 1. März 1988, werden Siliciumdioxid und ein Alkalimetallsalz mit Wasser und einer Aluminiumverbindung vermischt und zur Herstellung eines Siliciumdioxid- und Alkalimetall-haltigen Alpha-Aluminiumoxid- Trägers kalziniert. In U.S. Patent Nr. 4,874,739, 17. Oktober 1989, werden eine Zinnverbindung und eine Alkalimetallverbindung in einen Alpha-Aluminiumoxid-Träger eingearbeitet.
- US-A-3,725,307 betrifft einen trägergestützten Silberkatalysator, der in der Herstellung des Ethylenoxids durch die Dampfphasenoxidation von Ethylen verwendet wird. Der Katalysator, der in US-A-3,725,307 offenbart ist, weist eine Selektivität im Bereich von 70 % auf. Der Träger dieses Katalysators enthält eine große Menge an Siliciumoxid (11,65 %).
- Die Erfindung schafft einen Katalysatorträger nach den unabhängigen Ansprüchen 1 und 2, eine Trägerzusammensetzung nach den unabhängigen Ansprüchen 3 und 4, die zur Herstellung eines Katalysatorträgers geeignet ist, und ein Verfahren zur Herstellung der Katalysatorträger nach dem unabhängigen Anspruch 7. Weitere vorteilhafte Merkmale, Aspekte und Einzelheiten der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Ausführungsformen und den Tabellen hervor.
- Die Erfindung schafft einen neuartigen Alpha-Aluminiumoxid-Träger, der in Verbindung mit silberhaltigen Katalysatoren in der Herstellung von Ethylenoxid zweckmäßig ist.
- Die Erfindung schafft einen Träger auf der Basis von Alpha-Aluminiumoxid mit mindestens 85 Gew.% Alpha-Aluminiumoxid, 0,05 bis 6 Gew.% (gemessen als das Oxid) Calcium- oder Magnesiumoxid, das laut Definition gemischte Oxide wie das bevorzugte Silicat enthält; 0,05 bis 5 Gew.% (gemessen als Siliciumdioxid) eines Siliciumoxids, einschließlich gemischter Oxide wie der Silicate, und 0,3 bis 5 Gew.% (gemessen als das Oxid) eines Zirconiumoxids.
- Erfindungsgemäß umfassen Trägerzusammensetzungen die Calcium-, Magnesium- und Silicium-haltigen Verbindungen in Form einer einzigen Verbindung, eines Erdalkalimetallsilicats, das als Originalkomponente zugegeben oder in situ durch die Reaktion von Siliciumdioxid oder Siliciumdioxid erzeugenden Verbindungen mit Verbindungen, die bei Erwärmen zu Calcium- oder Magnesiumoxid abgebaut werden, erzeugt wird, wobei die Menge des gebildeten Oxids einen stöchiometrischen Überschuß gegenüber dem Siliciumdioxid darstellt, so daß im wesentlichen in der Endzusammensetzung kein restliches basenlösliches Siliciumdioxid vorhanden ist.
- Die Erdalkalimetallkomponente des Katalysators wird aus Calcium und Magnesium gewählt, wobei die erstgenannte besonders bevorzugt ist. In der weiteren Beschreibung dieser Erfindung wird der Einfachheit wegen häufig auf die Calciumform Bezug genommen.
- Die bevorzugten Träger können durch Mischen von pulverförmigem Alpha-Aluminiumoxid, Calciumsilicat und Zirconiumoxid mit Wasser und einem Bindemittel und/oder einem Ausbrennmittel hergestellt werden, um eine Mischung zu bereiten, die dann extrudiert und bei einer Temperatur im Bereich von 1350°C bis 1500°C kalziniert wird.
- Der neuartige Träger der Erfindung kann aus Alpha-Aluminiumoxidpulver hoher Reinheit, einer Calcium- oder Magnesiumoxid bereitstellenden Verbindung, einer Siliciumdioxid bereitstellenden Verbindung, einer Zirkoniumoxid bereitstellenden Verbindung und herkömmlichen Binde/Ausbrennmitteln hergestellt werden.
- Das in der Trägerherstellung verwendete Alpha-Aluminiumoxid weist im allgemeinen eine Reinheit von mehr als 98 % auf, vorzugsweise mehr als 98,5%, und weniger als 0,06 Gew.%, wie 0,02 bis 0,06 Gew.%, Sodaunreinheiten auf. Das Aluminiumoxid besitzt die Form eines feinen Pulvers, vorzugsweise eines Pulvers mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,5 bis 5 μm und insbesondere von 1 bis 4 μm. Die durchschnittliche Kristallitgröße, die 0,1 bis 5 μm und insbesondere 2 bis 4 μm betragen kann, wird durch Messen der Maximalabmessung einer Reihe von Kristalliten und Ermitteln des Durchschnittes davon bestimmt. Das Alpha-Aluminiumoxid ist in dem kalzinierten Träger in einer Menge von mehr als 85 Gew.%, vorzugsweise 90 und insbesondere 95 Gew.% des Gesamtträgers vorhanden.
- Die Calcium- oder Magnesiumkomponente der Trägerzusammensetzung der Erfindung ist in einer Menge vorhanden, die 0,05 bis 6 Gew.% (gemessen als das Oxid, MO) des Trägergewichts darstellt, aber vorzugsweise beträgt die vorhandene Menge 0,05 bis 5,0 Gew.% und insbesondere 0,05 bis 4,0 Gew.%. Calcium- oder Magnesiummengen, die 0,05 bis 2 Gew.% betragen, sind auch bevorzugt. Wenn ein Silicat in situ gebildet wird, werden die Gewichte der verwendeten Komponenten unter Berücksichtigung dieser Grenzwerte gewählt, so daß die Gegenwart von basenlöslichem Siliciumdioxid in der Endzusammensetzung vermieden wird.
- Die Erdalkaliverbindungen, die zur Herstellung der Träger der Erfindung verwendet werden können, sind Verbindungen, welche durch Kalzination zu Oxiden abbaubar sind oder Oxide bilden. Zu Beispielen zählen Carbonate, Nitrate und Carboxylate. Zu weiteren geeigneten Verbindungen zählen gemischte Oxide wie die Silicate, Zirkonate und dergleichen. Die bevorzugte Verbindung ist Calciumsilicat.
- Die Siliciumverbindungen, die zur Herstellung der Träger der Erfindung verwendet werden, sind Oxide oder Verbindungen, welche durch Kalzination zu den Oxiden abbaubar sind. Zu geeigneten Verbindungen zählen Siliciumdioxid selbst wie auch die gemischten Oxide wie die Erdalkalimetallsilicate, Zirconiumsilicate, Aluminosilicate wie Zeolite, hydrolysierbare Siliciumverbindungen, Polysiloxane und dergleichen. Die verwendete Menge ist derart, daß in der Endträgerzusammensetzung 0,05 bis 5,0 Gew.%, wie 0,05 bis 4,0 Gew.%, und insbesondere 0,05 bis 3,0 Gew.% (gemessen als das Siliciumdioxid) vorhanden sind.
- Die Zirconiumoxidkomponente ist in einer Menge von 0,3 bis 5,0 Gew.% und insbesondere bis 2,0 Gew.% auf der Basis des Trägergewichts vorhanden. Wenn das Zirconiumoxid in situ erzeugt wird, sollte die verwendete Menge so gewählt werden, daß ein Endanteil innerhalb dieser Parameter erhalten wird.
- Die Zirconiumverbindungen, die zur Herstellung der Träger verwendet werden, sind Oxide oder Verbindungen, welche durch Kalzination zu Oxiden abbaubar sind oder Oxide bilden. Zu Beispielen zählen Carbonate, Nitrate und Carboxylate. Zu geeigneten Verbindungen zählen Zirconiumnitrat, Zirconiumdioxid wie auch die gemischten Oxide wie Zirconiumsilicate, Zirconiumaluminosilicate, Zirconate und dergleichen. Die bevorzugte Verbindung ist Zirconiumdioxid.
- Das Alpha-Aluminiumoxidpulver wird besonders bevorzugt mit Calciumsilicat selbst vereint, aber, wie eingangs erwähnt, ist es auch möglich, eine Calciumoxid erzeugende Verbindung und Siliciumdioxid oder eine Siliciumdioxid erzeugende Verbindung in solchen Anteilen zu verwenden, daß bei Erwärmen Calciumsilicat mit im wesentlichen keinem basenlöslichen Siliciumdioxid erzeugt wird. Diese Komponenten werden mit Zirconiumoxid oder einer Zirconiumoxid erzeugenden Verbindung, einem Ausbrenn/Bindemittel und Wasser vermischt, zu Formen geformt und kalziniert.
- Das Ausbrennmittel ist ein Material, das der Mischung zugegeben wird, so daß es nach der Kalzination vollständig aus dem Träger entfernt ist, wobei eine kontrollierte Porösität in dem Träger entsteht. Diese Materialien sind kohlenstoffhaltige Materialien wie Koks, Kohlenstoffpulver, Graphit, pulverförmige Kunststoffe wie Polyethylen, Polystyrol und Polycarbonat, Harz, Cellulose und Materialien auf der Basis von Cellulose, Sägemehl und andere pflanzliche Materialien wie gemahlene Nußschalen, z.B. Pekan-, Cashew-, Walnuß- und Haselnußschalen. Bindemittel auf der Basis von Kohlenstoff können auch als Ausbrennmittel dienen. Die Ausbrennmittel werden in einer Menge und mit einer Größenverteilung bereitgestellt, um einen Endträger mit einem Wasserporenvolumen vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 0,6 cm3/g zu erhalten. Bevorzugte Ausbrennmittel sind von Cellulose abgeleitete Materialien wie gemahlene Nußschalen.
- Der Begriff "Bindemittel" wie hierin verwendet, bezeichnet ein Mittel, das die verschiedenen Komponenten des Trägers vor der Kalzination zur Bildung einer extrudierbaren Paste zusammenhält, d.h., das sogenannte Niedertemperatur-Bindemittel. Das Bindemittel erleichtert auch den Extrusionsvorgang, indem es für eine Schmierfähigkeit sorgt. Zu typischen Bindemitteln zählen Aluminiumoxidgele, insbesondere in Verbindung mit einem Peptisierungsmittel wie Salpeter- oder Essigsäure. Ebenso geeignet sind die Materialien auf der Basis von Kohlenstoff, die auch als Ausbrennmittel dienen können, einschließlich von Cellulosen und substituierten Cellulosen, wie Methylcellulose, Ethylcellulose und Carboxyethylcellulose, Stearaten wie organischen Stearaten, z.B. Methyl- oder Ethylstearat, Wachsen, Polyolefinoxiden und dergleichen. Bevorzugte Bindemittel sind Polyolefinoxide.
- Die Verwendung von Calciumsilicat, ob es nun direkt oder in situ mit den obenbeschriebenen Einschränkungen hergestellt wird, ermöglicht die Verwendung von Bindungen, die insgesamt eine geringere Menge an Siliciumdioxid enthalten als in herkömmlichen Bindungen vorhanden ist. Sie ermöglicht auch, einen Überschuß an Siliciumdioxid zu vermeiden, der üblicherweise schädliche Mengen an Natrium-, Eisen- und/oder Kaliumunreinheiten enthält, insbesondere wenn es in Ton, Bentonit und dergleichen vorhanden ist.
- Die Rolle des Zirconiumoxids ist nicht vollständig erklärbar, aber es scheint gewisse Teiloxidationskatalysatorrezepturen zu stabilisieren. Calciumsilicat scheint auch zumindest einen Teil des Zirconiumoxids in der aktiveren tetragonalen Form anstelle der monoklinen Form zu stabilisieren, in welche die gemischte Phase durch Erwärmen in Abwesenheit von Calciumsilicat zurückkehrt.
- Nachdem die Komponenten des Trägers z.B. durch Mahlen gemischt wurden, wird das gemischte Material zu geformten Pellets, zum Beispiel zu Zylindern, Ringen, dreilappigen oder vierlappigen Formen und dergleichen extrudiert. Das extrudierte Material wird zur Entfernung von Wasser getrocknet, das sich während der Kalzination zu Dampf umwandeln und die physikalische Integrität der extrudierten Formen zerstören würde. Üblicherweise wird das Trocknen und die Kalzination in einem Schritt durch geeignetes Programmieren der Zeit und der Temperatur durchgeführt. Die Kalzination wird unter ausreichenden Bedingungen zur Entfernung von Ausbrennmitteln und Bindemitteln und zum Verschmelzen der Alpha-Aluminiumoxidteilchen zu einer porösen harten Masse durchgeführt. Die Kalzination wird üblicherweise in einer oxidierenden Atmosphäre durchgeführt, wie zum Beispiel in Sauerstoffgas oder vorzugsweise Luft, und bei einer Maximaltemperatur über 1300°C, die vorzugsweise im Bereich von 1350°C bis 1500°C liegt. Die Zeitdauer kann bei diesen Maximaltemperaturen im Bereich von 0,5 bis 200 Minuten liegen.
- Die kalzinierten Träger haben normalerweise Porenvolumen (Wasser) im Bereich von 0,2 bis 0,6, vorzugsweise von 0,3 bis 0,5 cm3/g, und Oberflächenbereiche von 0,15 bis 3,0, vorzugsweise 0,3 bis 2,0 m2/g.
- Die Trägerformulierung hat vorzugsweise einen niederen Sodagehalt, der geringer als 0,06 Gew.% ist. In der Praxis ist es sehr schwierig, eine natriumfreie Formulierung zu erhalten, und ein Sodagehalt von 0,02 bis 0,06 Gew.% wird üblicherweise als annehmbar angesehen.
- Die zuvor beschriebenen Träger sind besonders zur Herstellung von Ethylenoxidkatalysatoren geeignet, die eine hohe Ausgangsselektivität und lange Haltbarkeit (verbesserte Stabilität) aufweisen.
- In einer bevorzugten Anwendung von Silberkatalysatoren, die auf Trägern gemäß der vorliegenden Erfindung gehalten werden, wird Ethylenoxid hergestellt, wenn ein sauerstoffhaltiges Gas mit Ethylen in Gegenwart des Katalysators/Trägers bei einer Temperatur im Bereich von etwa 180°C bis etwa 330°C und vorzugsweise etwa 200°C bis etwa 325°C in Kontakt gebracht wird.
- Veranschaulichende Beispiele
- Herstellung des Trägers
- Träger A:
- Ein Alpha-Aluminiumoxidpulver mit den in der folgenden Tabelle 2 angeführten Eigenschaften wurde zur Herstellung des Trägers verwendet.
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- Nachdem die obengenannten Stoffe 45 Sekunden vermischt wurden, wurde ausreichend Wasser zugegeben, um eine extrudierbare Mischung zu erhalten, (etwa 30 % in der Praxis), und das Mischen weitere 4 Minuten fortgesetzt. Zu diesem Zeitpunkt wurden 5 % (basierend auf dem Gewicht der keramischen Komponenten) Vaseline zugegeben und das Mischen weitere 3 Minuten fortgesetzt.
- Dieses Material wurde in die Form von 0,79 cm × 0,79 cm (5/16 × 5/16 Inch) Hohlzylinder extrudiert und auf weniger als 2% Feuchtigkeit getrocknet. Diese wurden dann in einem Tunnelofen etwa 4 Stunden auf eine Maximaltemperatur von 1390°C geheizt.
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- Zusätzliche Träger wurde auf ähnliche Weise wie in dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt, mit der Ausnahme, daß verschiedene Ausgangsmaterialien verwendet wurden. Die Eigenschaften der verschiedenen Ausgangsmaterialien sind in der folgenden Tabelle 3 dargestellt.
- Das Wasserporenvolumen, der Oberflächenbereich und die Heiztemperaturen sind wie in Tabelle 4 dargestellt, und die anderen Ausgangsmaterialien und ihre Mengen sind in der folgenden Tabelle 5 angegeben.
- Ein Vergleichsträger wurde mit Aluminiumoxid #10 auf dieselbe Weise wie zuvor bei Träger A beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, da kein Zirconiumoxid oder Calciumsilicat zugegeben wurde. Dieser Vergleichsträger wurde als Com-A bezeichnet. Seine Eigenschaften sind in der folgenden Tabelle 4 angeführt.
- Herstellung des Katalysators
- Der obenbeschriebene Träger A ist ein bevorzugter Träger und wurde zur Herstellung eines Ethylenoxidkatalysators verwendet. In einer Lösung aus Wasser und Ethylendiamin wurden Silberoxalat, Caesiumhydroxid, Ammoniumperrhenat, Lithiumsulfat und Lithiumnitrat in ausreichenden Mengen gelöst, um in dem imprägnierten Träger (Trockengewichtsbasis des Trägers) 13,2 Gew.% Silber, 440 ppm Caesium, 1,5 Mikromol/g Ammoniumperrhenat, 1,5 Mikromol/g Lithiumsulfat und 4 Mikromol/g Lithiumnitrat zu erhalten. Etwa 30 g des Trägers wurden 3 Minuten bei Raumtemperatur unter 25 mm Vakuum gebracht. Etwa 50 g der imprägnierten Lösung wurden dann zum Eintauchen des Trägers eingeleitet, und das Vakuum wurde weitere 3 Minuten bei 25 mm gehalten. Am Ende dieser Periode wurde das Vakuum freigesetzt, und die überschüssige imprägnierte Lösung wurde von dem Träger durch Zentrifugation über 2 Minuten bei 500 rpm entfernt. Der imprägnierte Träger wurde dann gehärtet, indem er kontinuierlich in einem 8,4 m3/h (300 ft3/h) Luftstrom bei 250°C 5 Minuten geschüttelt wurde. Der gehärtete Katalysator, der als C-A' bezeichnet wird, ist für den Test bereit.
- Der tatsächliche Silbergehalt des Katalysators kann durch jedes einer Reihe von veröffentlichten Standardverfahren bestimmt werden. Der tatsächliche Rheniumwert auf den Katalysatoren, die durch das obengenannte Verfahren hergestellt wurden, kann durch Extraktion mit 2 mM wässeriger Natriumhydroxidlösung und anschließende spektrophotometrische Bestimmung des Rheniums in dem Extrakt bestimmt werden. Der tatsächliche Caesiumwert auf dem Katalysator kann durch Verwendung einer Caesiumhydroxid-Stammlösung, die mit einem radioaktiven Isotop für Caesium markiert wurde, in der Katalysatorherstellung bestimmt werden. Der Caesiumgehalt des Katalysators kann dann durch Messen der Radioaktivität des Katalysators bestimmt werden. Als Alternative kann der Caesiumgehalt des Katalysators durch Auslaugen des Katalysators mit kochendem entionisierten Wasser bestimmt werden. In diesem Extraktionsverfahren werden Caesium wie auch die anderen Alkalimetalle durch Extraktion von dem Katalysator gemessen, indem 10 Gramm des gesamten Katalysators in 20 Milliliter Wasser 5 Minuten gekocht werden, der vorangehende Schritt zwei weitere Male wiederholt wird, die obigen Extraktionen vereint werden und die Menge des vorhandenen Alkalimetalls bestimmt wird, indem ein Vergleich mit Standardlösungen von Referenzalkalimetallen unter Verwendung der Atomabsorptionsspektroskopie (unter Verwendung des Varian Techtron Model 1200 oder eines entsprechenden Gerätes) angestellt wird. Es ist zu beachten, daß der Caesiumgehalt des Katalysators, der durch die Wasserauslaugtechnik bestimmt wurde, geringer sein kann als der Caesiumgehalt des Katalysators, der durch die Radioindikatortechnik bestimmt wurde.
- Die in Tabelle 4 und 5 angeführten Träger wurden zur Herstellung der in Tabelle 6 angeführten Katalysatoren verwendet. C-A und C-A' bezeichnen einen Katalysator, der mit dem Träger A hergestellt wurde, C-B und C-B' bezeichnen einen Katalysator, der mit dem Träger B hergestellt wurde, usw.
- Das Verfahren
- In der Folge werden die Standardbedingungen für den Mikroreaktorkatalysatortest und Verfahren, die zum Testen des Katalysators auf die Herstellung von Ethylenoxid aus Ethylen und Sauerstoff verwendet werden, beschrieben.
- Drei bis fünf Gramm zerkleinerter Katalysator (14 Fäden Kettrichtung, 20 Fäden Schußrichtung pro 2,54 cm (1–20 Siebweite)) werden in ein U-förmiges Rohr aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 0,58 cm (0,23 Inch) geladen. Das U-Rohr wird in ein Schmelzmetallbad (Heizmedium) getaucht, und die Enden werden mit einem Gasstromsystem verbunden. Das Gewicht des verwendeten Katalysators und die Strömungsgeschwindigkeit des eingeleiteten Gases werden so eingestellt, daß eine stündliche Gas-Katalysatorbelastung von 3300 cc Gas pro cc Katalysator pro Stunde erzielt wird. Der eingeleitete Gasdruck ist 14,49 bar Überdruck (210 psig).
- Die Gasmischung, die durch das Katalysatorbett (im Durchlaufbetrieb) während des gesamten Testlaufes (einschließlich der Inbetriebnahme) geleitet wird, besteht aus 30 Ethylen, 8,5 % Sauerstoff, 5–7 % Kohlendioxid, 54,5 Stickstoff und 0,5 bis 5 ppmv Ethylchlorid.
- Die Reaktor- (Heizmedium-) Ausgangstemperatur beträgt 180°C. Nach einer Stunde bei dieser Ausgangstemperatur wird die Temperatur eine Stunde auf 190°C erhöht, worauf 200°C (1 Stunde), 220°C (1 Stunde), 227°C (2 Stunden), 235°C (2 Stunden) und 242°C (2 Stunden) folgen. Die Temperatur wird dann derart eingestellt, daß ein konstanter Sauer stoffumwandlungswert von 40 % (T40) erhalten wird. Der Moderatorwert wird verändert und 4–24 Stunden bei jedem Wert gehalten, um den optimalen Moderatorwert für die maximale Selektivität zu ermitteln. Leistungsdaten beim optimalen Moderatorwert und bei T40 werden üblicherweise erhalten, wenn der Katalysator insgesamt etwa 24 Stunden prozeßanalysiert wurde und sind in den folgenden Beispielen angegeben. Aufgrund der geringfügigen Unterschiede in der Zufuhrgaszusammensetzung, den Gasströmungsgeschwindigkeiten und der Kalibrierung der Analyseinstrumente, die zur Bestimmung der Zufuhr- und Produktgaszusammensetzungen verwendet wurden, kann die gemessene Selektivität und Aktivität eines bestimmten Katalysators geringfügig von einem Testlauf zum nächsten schwanken.
- Für einen bedeutungsvollen Vergleich der Leistung der zu verschiedenen Zeitpunkten getesteten Katalysatoren, wurden alle in diesem veranschaulichenden Ausführungsbeispiel beschriebenen Katalysatoren gleichzeitig mit einem Standard-Referenzkatalysator getestet. Alle in diesem veranschaulichenden Ausführungsbeispiel angeführten Leistungsdaten sind korrigiert, um der durchschnittlichen Ausgangsleistung des Referenzkatalysators zu entsprechen, die S40 = 81,0 und T40 = 230°C betrug.
- Die zuvor hergestellten Katalysatoren wurden unter Verwendung des obengenannten Verfahrens getestet, und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angeführt.
Claims (7)
- Katalysatorträger auf der Basis von Alpha-Aluminiumoxid, umfassend mindestens 85 Gew.% Alpha-Aluminiumoxid, 0,05 bis 6 Gew.% (gemessen als das Oxid) Calcium- oder Magnesiumoxid; 0,05 bis 5 Gew.% (gemessen als Siliciumdioxid) eines Siliciumoxids und 0,3 bis 5 Gew.% (gemessen als das Oxid) eines Zirconiumoxids, wobei die Calcium oder Magnesium und Silicium enthaltenden Verbindungen in dem Träger in der Form eines einzigen Erdalkalimetallsilicats vorliegen, welches als eine ursprüngliche Komponente zugefügt wurde.
- Katalysatorträger auf der Basis 85 Gew.% Alpha-Aluminiumoxid, 0,05 bis etwa 6 Gew.% (gemessen als das Oxid) Calcium- oder Magnesiumoxid; 0,05 bis 5 Gew.% (gemessen als Siliciumdioxid) eines Siliciumoxids und 0,3 bis 5 Gew.% (gemessen als das Oxid) eines Zirconiumoxids, umfassend ein Erdalkalimetallsilicat, welches in situ hergestellt ist durch die Reaktion von Siliciumdioxid oder Siliciumdioxid-erzeugenden Verbindungen, welche bei Erwärmen zu Calcium- oder Magnesiumoxid abgebaut werden, wobei die Menge des gebildeten Oxids einen stöchiometrischen Überschuss gegenüber dem Siliciumdioxid darstellt, um im Wesentlichen kein restliches, basenlösliches Siliciumdioxid zu hinterlassen.
- Trägerzusammensetzung zur Herstellung eines Katalysatorträgers, umfassend mindestens 85 Gew.% Alpha-Aluminiumoxidpulver, 0,05 bis 6 Gew.% (gemessen als das Oxid, MO) eines Calcium- oder Magnesiumoxids, 0,05 bis 5 Gew.% (gemessen als Siliciumdioxid) eines Siliciumoxids und 0,3 bis 5 Gew.% (gemessen als das Dioxid) Zirconium in der Form eines Oxids, ein Bindemittel und ein Ausbrennmittel, wobei die Calcium oder Magnesium und Silicium enthaltenden Verbindungen in der Form eines einzigen Erdalkalimetallsilicats vorliegen.
- Trägerzusammensetzung zur Herstellung eines Katalysatorträgers, umfassend mindestens 85 Gew.% Alpha-Aluminiumoxidpulver, 0,05 bis 6 Gew.% (gemessen als das Oxid, MO) Calcium- oder Magnesiumoxid-Verbindungen, welche bei Erwärmen zu Calcium- oder Magnesiumoxid abgebaut werden, 0,05 bis 5 Gew.% (gemessen als Siliciumdioxid) Siliciumdioxid oder Siliciumdioxid-erzeugende Verbindungen und 0,3 bis 5 Gew.% (gemessen als das Dioxid) Zirconium in der Form eines Oxids, ein Bindemittel und ein Ausbrennmittel, wobei das Calcium- oder Magnesiumoxid durch die Reaktion mit Siliciumdioxid ein Erdalkalimetallsilicat bildet, und wobei die Verbindungen, welche bei Erwärmen zu Calcium- oder Magnesiumoxid abgebaut werden, in solchen Mengen vorliegen, dass die Menge an gebildetem Oxid einen stöchiometrischen Überschuss gegenüber dem Siliciumdioxid darstellt, um im Wesentlichen kein restliches basenlösliches Siliciumdioxid zu hinterlassen.
- Zusammensetzung gemäß Anspruch 3, umfassend mindestens 95 Gew.% Alpha-Aluminiumoxid, 0,05 bis 4 Gew.% Calciumsilicat und 0,3 bis 5 Gew.% Zirconiumdioxid.
- Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das Aluminiumoxid einen Sodagehalt von weniger als 0,06 Gew.% aufweist.
- Verfahren zur Herstellung eines Katalysatorträgers, umfassend die folgenden Schritte: (a) Mischen von: (i) einem Alpha-Aluminiumoxid-Pulver mit einer Reinheit von über 98 Prozent und mit einer durchschnittlichen Kristallitgröße zwischen 0,1 und 5 μm, (ii) einer Calcium- oder Magnesium-Verbindung, welche durch Kalzinierung Oxid bildet oder zu Oxid abbaubar ist, (iii) einem Siliciumoxid oder einer – Verbindung, welche durch Kalzinierung ein Oxid bildet oder zu Oxid abbaubar ist, und (iv) wahlweise einem Zirconiumoxid oder einer – Verbindung, welche durch Kalzinierung ein Oxid bildet oder zu Oxid abbaubar ist, mit Wasser und einem Binde-/Ausbrennmittel in Mengen, welche ausreichen, um in dem fertigen Träger Alpha-Aluminiumoxid in einer Menge über 85 Gew.%, ein Calcium- oder Magnesiumoxid in einer Menge von 0,05 bis 6 Gew.%, Siliciumoxid in einer Menge von 0,05 bis 5 Gew.% und Zirconiumoxid in einer Menge von 0,3 bis 5 Gew.% bereitzustellen; (b) Extrudieren der entstandenen Mischung aus Schritt (a) zur Bildung von Pellets; und (c) Kalzinieren der Pellets bei einer Temperatur von mehr als 1300°C über eine Zeitspanne, welche ausreicht, einen Träger mit einer Oberfläche von 0,3 bis 2 Quadratmetern pro Gramm und einem Wasserporenvolumen von 0,2 bis 0,6 Kubikzentimetern pro Gramm bereitzustellen, und in situ ein Erdalkalimetallsilicat durch die Reaktion der Verbindungen (ii) und (iii) zu bilden, wobei in Schritt (a) Verbindung (ii) in einer solchen Menge zugegeben wird, dass die Menge des gebildeten Oxids einen stöchiometrischen Überschuss gegenüber dem Siliciumdioxid darstellt, um im Wesentlichen kein restliches basenlösliches Siliciumdioxid zu hinterlassen.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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