DE761874C - Process for the production of catalysts for hydrocarbon synthesis - Google Patents

Process for the production of catalysts for hydrocarbon synthesis

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DE761874C
DE761874C DEB187134D DEB0187134D DE761874C DE 761874 C DE761874 C DE 761874C DE B187134 D DEB187134 D DE B187134D DE B0187134 D DEB0187134 D DE B0187134D DE 761874 C DE761874 C DE 761874C
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contact
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Otto Dr Klein
Karl Dr Meyer
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BRAUNKOHLE BENZIN AG
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BRAUNKOHLE BENZIN AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36

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Description

Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren für die Kohlenwasserstoffsynthese Bekanntlich werden die Metalle der Eisengruppe enthaltenden Katalysatoren für die Kohlenwasserstoffsynthese nach Fischer-Tropsch dadurch gewonnen, daß Oxyde, Hydroxyde, Carbonate und Hydrocarbonate dieser Metalle im Wasserstoffstrom reduziert werden. Von Einfluß auf die Güte des Koutakts, seine Lebensdauer u.sw. sind die bei dieser Reduktion angewandten Bedingungen, wie z. 13 Strömungsgeschwindigkeit, Temperatur und Reinheit des Wasserstoffs.Process for the preparation of catalysts for hydrocarbon synthesis It is known that the metals of the iron group-containing catalysts for the Hydrocarbon synthesis according to Fischer-Tropsch obtained by the fact that oxides, hydroxides, Carbonates and hydrocarbonates of these metals are reduced in a hydrogen stream. Influence on the quality of the coutact, its lifespan, etc. are those with this one Reduction applied conditions, such as. 13 flow velocity, temperature and purity of the hydrogen.

Zur Reduktion wurde früher reines oder gereinigter Wasserstoff oder dessen Gemische mit inerten Gasen benutzt. Wasserstoffgemische, die Kohlenoxyd oder Kohlendioxyd in einem solchen Verhältnis enthalten, wie es für die Kohlenwasserstoffsynthese erforderlich ist, ergeben keine hochwirksamen Kontakte. Eine Kohlenstoffoxydkonzentration von etwa I,60/o in diesem Reduktionswasserstoff erachtete man dagegen abs unschädlich. In the past, pure or purified hydrogen or uses its mixtures with inert gases. Hydrogen mixtures, the carbon oxide or Contain carbon dioxide in such a ratio as is necessary for hydrocarbon synthesis is required do not result in highly effective contacts. A concentration of carbon oxide of about 1.60 / o in this reducing hydrogen, on the other hand, abs was considered harmless.

Führte man die Reduktion der Carbonate und/oder basische Carbonate enthaltenden Katalysatormasse mit im Kreislauf strömendem Wasserstoff aus, etwa in der Weise, daß das durch die Masse geschickte Gas nach der Trocknung und Ergänzung des verbrauchten Wasserstoffanteils von neuem zur Reduktion benutzt würde. so würde der Wasserstoffstrom zwar zunächst die aus den Carbonaten bzw. basischen Carbonaten abgespaltene Kohlensäure aufnehmen. Ihre Konzentration würde jedoch verhältnismäßig niedrig bleiben. wil il sie durch den bereits reduzierten Teil der Kontaktmasse ständig mit Wasserstoff unter Methanbildung umgesetzt werden würde. One carried out the reduction of the carbonates and / or basic Catalyst mass containing carbonates with circulating hydrogen in such a way that the gas sent through the mass after drying and replenishing the consumed hydrogen content is used again for reduction would. so the hydrogen flow would initially be that of the carbonates or basic Absorb carbonic acid split off from carbonates. However, their concentration would be proportionate stay low. wil il you through the already reduced part of the contact mass would be constantly reacted with hydrogen to form methane.

Es wurde nun gefunden, daß, ohgleicli also l)Cinl trl)eiten mit im Kreislauf strömendem Wasserstoff ständig ein verhältnismäßig reines Gas benutzt wird. der zu reduzierende Kontakt Schädigungen erfährt. Untersuchungen und Messungen ergaben, daß im Kontakt erhebliche Temperatursteigerungen auftraten. die für die beachteten Schäden verantwortlich zu machen sind. Diese im Innern des Kontakts gemessenen Temperaturerhöhungen lagen oft 50 bis 60° über der Eintrittstemperatur des heißen Wasserstoffs in den Kontakt. Eine genaue Untersuchung dieser Erscheinung ergab daß e!s sich dabei um die exotherm verlaufende Hydrierung des im Wasserstoff enthaltenen, aus der Kontaktrohmasse abgespaltenen Kohlendioxyds zu Äfethan an dem bereits teilweise reduzierten Kontakt handelte. It has now been found that, oh the same, l) Cinl trl) eiten with im Circulating flowing hydrogen constantly uses a relatively pure gas will. the contact to be reduced experiences damage. Investigations and measurements showed that considerable temperature increases occurred in contact. the for the observed damages are to be held responsible. These are measured inside the contact Temperature increases were often 50 to 60 ° above the inlet temperature of the hot one Hydrogen in contact. A close examination of this phenomenon showed that e! s is about the exothermic hydrogenation of the hydrogen contained in carbon dioxide split off from the raw contact mass to Äfethan on the already partially reduced contact acted.

Diese Methanbildung verläuft bekanntlich unter Bildung von Wasser und verzögert dadurch infolge Verschiebung des Gleichgewichts die Reduktion. As is known, this methane formation takes place with the formation of water and thereby delays the reduction due to a shift in the equilibrium.

Demgemäß besteht die Erfindung darin, daß man das den Reduktionsofen verlassende Reduktionsgas von den Oxyden des Kohlenstoffes befreit und das gereinigte Gas, zusammen mit frischem Wasserstoff, wieder zur Reduktion des Katalvsators benutzt. Die Entfernung der Kohlenstoffoxyde wird zweckmäßig durch einen Kontakt bewirkt, der sie in Ätethan umwandelt. insbesondere durch einen fertig reduzierten Teil des herzustellenden Kontakts. Besonders vorteilhaft ist es, unmittelbar hinter den Reduktionsofen einen Behälter mit Methanisierungskontakt einzuschalten. so daß die den Ofen verlassenden heißen Reaktionsgase unter Ansnutzung der darin vorhandenen Wärme an diesem Kontakt von Kohlenstoffoxyden befreit werden. Mit dem auf diese Weise gereinigten Wasserstoff gelingt es, nicht nur die Temperatur bei der Reduktion genau einzuhalten und so Überhitzung des Kontakts zu vermeiden, sondern darüber hinaus die Reduktionszeit erheblich zu verkürzen, da die reduktionsverzögernde Wasserbildung nicht mehr im Reduktionsofen selbst erfolgen kann. Accordingly, the invention consists in using the reduction furnace leaving reducing gas freed from the oxides of carbon and the purified Gas, together with fresh hydrogen, used again to reduce the catalyst. The removal of the carbon oxides is expediently effected by a contact, who converts them into ethane. in particular through a completely reduced part of the contact to be established. It is particularly advantageous to be located directly behind the reduction furnace to switch on a container with methanation contact. so that those who leave the furnace hot reaction gases using the heat present in them at this contact be freed from carbon oxides. With the hydrogen purified in this way it is possible not only to precisely maintain the temperature during the reduction and so on To avoid overheating of the contact, but also the reduction time to be shortened considerably, since the reduction-retarding water formation is no longer in the Reduction furnace itself can be done.

A u s f ü h r u n g s b e i s p i e l Die zur Kohlenwasserstoffsvnthese aus CO und H., nach Fischer-Tropsch benötigten Katalysatoren werden hergestellt. indem in an sich bekannter Weise Co-. Th- und gegebenenfalls Mg-Salzlösungen mit Alkalicarbonatlösung auf Kieselgur gefällt werden. D o u t o u t p i e l The for the hydrocarbon synthesis from CO and H., catalysts required according to Fischer-Tropsch are produced. by co- in a manner known per se. Th and optionally Mg salt solutions with Alkali carbonate solution can be precipitated on diatomaceous earth.

Nach dem Filtrieren, Waschen, Formen und Trocknen der Masse wird sie in einem Reduktionstrog der Einwirkung voll H2 aus gesetzt. der auf eine bestimmte Temperatur, beispielsweise 340 oder 390°. erhitzt worden ist. Gemäß Abb. I wird dabei mit im Kreislauf strömendem Wasserstoff gearbeitet, der vor der Wiederverwendung getrocknet wird.After filtering, washing, molding and drying the mass, it becomes exposed to full H2 in a reduction trough. the on a certain Temperature, for example 340 or 390 °. has been heated. According to Fig. I. worked with hydrogen flowing in the circuit, which was then reused is dried.

Verfolgt man messend den Temperaturverlauf während der Reduktion. so findet man, daß die Temperatur im obersten Teil des Reduktionstroges gleichmäßig und rasch ansteigt, wie es die Kurve I (Abb. 2) zeigt.The temperature curve during the reduction is followed by measurement. so one finds that the temperature in the uppermost part of the reduction trough is uniform and increases rapidly, as shown by curve I (Fig. 2).

Die Temperatur am Trogaustritt durchläuft ein ausgeprägtes Minimum, wie es Abb. 2, Kurve 3, zeigt. Dieses zeitweilige Absinken der Temperatur ist bedingt durch den Wärmeverbrauch bei der Entfernung der Kohlensäure und des Restwassers aus der Kontaktmasse. Mißt man die Temperatur im Innern des Kontakts, so findet man einen steilen Anstieg. wie es Abb. 2. Kurve 2. zeigt. wobei diese Temperatur erheblich über die Eintrittstemperatur des Wasserstoffs steigt. Dieser den Kontakt schädigende Temperaturanstieg wird durch die exotherme Reduktion der aus der Kontaktrohmasse abgespaltenen Kohlensäure (s. Abb. 2. Kurve 4) am bereits teilweise reduzierten Kontakt verursacht.The temperature at the trough outlet passes through a pronounced minimum, as shown in Fig. 2, curve 3. This temporary drop in temperature is conditional due to the heat consumption when removing the carbon dioxide and the residual water from the contact mass. If one measures the temperature inside the contact, then finds one steep climb. as Fig. 2. Curve 2. shows. being this temperature increases significantly above the entry temperature of the hydrogen. This the contact The damaging increase in temperature is caused by the exothermic reduction in the raw material mass split off carbon dioxide (see Fig. 2. Curve 4) on the already partially reduced Contact caused.

Wurde hinter den Reduktionstrog erfindungsgemäß ein Gefäß mit Methanisierungskontakt geschaltet. wie in Abb. I gestrichelt angedeutet. der zweckmäßig aus bereits fertig reduziertem Kontakt derselben Art wie der im Reduktionstrog erzeugte bestand, so ergab sich folgendes Bild der Temperaturverteilung im Reduktionstrog (vgl. Abb. 3). Die Gaseintrittstemperatur (Kurve 1) steigt gleichförmig an; die Gasaustrittstemperatur (Kurve 3) durchläuft wieder ein Minimum, während die Temperatur im Innern des in der Reduktion begriffenen Kontakts nicht mehr ein ausgeprägtes Maximum, das die Gaseintrittstemperatur übersteigt. aufweist, sondern gleichförmig ansteigt. Der CO2-Gehalt des H2 zwischen Reduktionstrog und dem Methanisierungskontakt weist wieder ein Maximum auf (Kurve 4), während er nach dem Methanisierungskontakt ständig praktisch Null ist (Kurve 5). Entsprechend verläuft die Kurve des CH4-Gehalts zwischen Reduktionstrog und Methanisierungskontakt (Abb. 3, Kurve 5) flacher als ohne diesen in Abb. 2, Kurve 5. Ein Vergleich der Reduktions dauern (Abb. 2 und 3) zeigt, daß die Zeit bei eingeschaltetem Methanisierungskontakt erheblich verkürzt werden kann. According to the invention, there was a vessel with methanation contact behind the reduction trough switched. as indicated by dashed lines in Fig. I. the expedient from already finished reduced contact of the same type as that produced in the reduction trough, see above the following picture of the temperature distribution in the reduction trough emerged (see Fig. 3). The gas inlet temperature (curve 1) increases uniformly; the gas outlet temperature (Curve 3) passes through a minimum again, while the temperature inside the in the reduction of established contact is no longer a pronounced maximum that the Exceeds gas inlet temperature. but increases uniformly. Of the The CO2 content of the H2 between the reduction trough and the methanation contact shows again a maximum (curve 4), while after the methanation contact it is constantly practical Is zero (curve 5). Accordingly, the curve for the CH4 content runs between Reduction trough and methanation contact (Fig. 3, curve 5) flatter than without this in Fig. 2, Curve 5. A comparison of the reduction times (Fig. 2 and 3) shows that the time can be shortened considerably with the methanation contact switched on.

Claims (2)

P A T E N T A N S P R Ü C H E: I. Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren für die Kohlenwasserstoffsynthese aus Kohlenoxid und Wasserstoff, welche Metalle der Eisengruppe enthalten, durch Reduktion der Carbonate oder basischen Carbonate im Wasserstoffstrom, dadurch gekennzeichnet, daß man das den Reduktionsofen verlassende Reduktions.-gas von den Oxyden des Kohlenstoffs be freit, zweckmäßig durch überleiten über einen Kontakt, der sie in Methan umwandelt, und das erhaltene Gas, zusammen mit frischem Wasserstoff, wieder zur Reduktion des Katalysfators benutzt. P A T E N T A N S P R Ü C H E: I. Process for the production of catalysts for the synthesis of hydrocarbons from carbon oxide and hydrogen, which metals of the iron group, by reducing the carbonates or basic carbonates in the hydrogen stream, characterized in that one leaves the reduction furnace Reduction gas freed from the oxides of carbon, expediently by passing it over via a contact that converts it into methane and the gas obtained together with fresh hydrogen, used again to reduce the catalyst. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man das zur Reduktion benutzte Gas unmittelbar hinter dem zu reduzierenden Katalysator über einen Methanisierungskontakt leitet, derart, daß die in den Gasen vorhandene Wärme für die Methanisierung ausgenutzt wird. 2. The method according to claim I, characterized in that the gas used for reduction immediately behind the catalyst to be reduced a methanation contact conducts, such that the heat present in the gases is used for methanation. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Französische Patentschrift Nr. 812 883; Brennstoff-Chemie, Bd. I4, I933, S. 66 und 67 und S. 306 bis 3ro. To differentiate the subject matter of the invention from the prior art are The following publications were considered in the granting procedure: French U.S. Patent No. 812,883; Fuel Chemistry, Vol. I4, I933, pp. 66 and 67 and pp. 306 to 3ro.
DEB187134D 1939-04-20 1939-04-20 Process for the production of catalysts for hydrocarbon synthesis Expired DE761874C (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR812883A (en) * 1935-12-10 1937-05-19 Ruhrchemie Ag Process for the catalytic transformation of carbon oxides, using hydrogen, into higher hydrocarbons

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR812883A (en) * 1935-12-10 1937-05-19 Ruhrchemie Ag Process for the catalytic transformation of carbon oxides, using hydrogen, into higher hydrocarbons

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