DE809437C

DE809437C - Verfahren zur Herstellung von Zinkoxydkatalysatoren

Info

Publication number: DE809437C
Application number: DEST728A
Authority: DE
Inventors: Walter Dr Grimme; Friedrich Dr Josten
Original assignee: STEINKOHLENBERGW RHEINPREUSSEN
Current assignee: STEINKOHLENBERGW RHEINPREUSSEN
Priority date: 1950-03-18
Filing date: 1950-03-18
Publication date: 1951-07-30

Description

Verfahren zur Herstellung von Zinkoxydkatalysatoren Es ist bereits bekannt, Zinkoxyd als Dehydrierungskatalysator, insbesondere für die Dehydrierung von sekundären Alkoholen zu Ketonen, anzuwenden. Die Herstellung dieser Katalysatoren erfolgte durch Zersetzung von Zinkoxalat bei etwa 4000. Diese bekannten Katalysatoren neigen aber zur Wasserabspaltung, so daß bei der Dehydrierung von sekundären Alkoholen die Reaktion zu etwa 50/, unter Bildung von Olefinkohlenwasserstoffen verläuft. Durch Zugabe von Natriumcarbonat zum Katalysator sollte diese Nebenreaktion unterdrückt werden, tatsächlich zeigen jedoch auch die alkalisierten Zinkoxydkatalysatoren noch eine, wenn auch gegenüber den nicht alkalisierten Katalysatoren verringerte Olefinbildung.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei der Durchführung von Dehydrierungsreaktionen zwecks völliger Vermeidung von Dehydratationen einen Bimsstein-ZnO-Katalysator zu verwenden, der durch Tränken von im Vakuum entgastem Bimsstein mit einer Zinkacetatlösung, anschließende Trocknung bei etwa 2000 und Temperung bei Temperaturen zwischen 600 und 10000, vorzugsweise bei 800°, hergestellt worden ist. Diese Katalysatoren haben den Nachteil, daß sie einerseits nur relativ geringe Mengen an katalytisch wirksamem Zinkoxyd enthalten und andererseits bei der Dehydrierung hohe Reaktionstemperaturen erfordern.
Es wurde nun gefunden, daß diese Nachteile vermieden werden können, wenn die Temperung der Zinkoxydkatalysatoren nach vorangegangener Vortrocknung bei etwa 1100 in einer äußerst schonenden Weise bei nur allmählich steigenden Temperaturen durchgeführt wird. Die Haupttemperung erfolgt im Temperaturgebiet von etwa 200 bis 2200. Anschließend wird die Temperatur langsam bis auf etwa 300" gesteigert, worauf noch eine Nachtemperung bei weiter erhöhten, aber 6ovo0 nicht übersteigenden Temperaturen erfolgt.
Dem vorliegenden Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, daß für das Zersetzen der organischen Zinksalze Temperaturen von 250 bis 280° ein besonders kritisches Temperaturgebiet sind, da bei zu schnellem Erhitzen der Katalysatoren auf dieses Temperaturniveau wesentliche Anteile der aufgebrachten Zinkverbindung als Zinkoxyddampf hinausgetragen werden, wobei infolge des raschen Verdampfens außerdem noch eine Ablösung der festen Zinkoxydanteile von ihrer Unterlage, dem porösen Tragerstoff, erfolgt. Bei nicht ausreichend vorsichtiger Temperung werden somit Katalysatoren erhalten, die eine zu geringe Menge an katalytisch wirksamer Substanz enthalten.
Es wurde ferner gefunden, daß zwischen der Temperungstemperatur und der bei der Dehydrierung benötigten Reaktionstemperatur ein Zusammenhang in dem Sinne besteht, daß ein hoch getemperter Zinkoxydkatalysator auch eine außerordentlich hohe Dehydrierungstemperatur erfordert. Während ein bei 800 bis 10000 getemperter Zinkoxydkatalysator beispielsweise bei der Dehydrierung von Isopropanol zu Aceton eine Reaktionstemperatur von annähernd 500" ° benötigt, genügt für einen verfahrensgemäß unter milderen Bedingungen getemperten Zinkoxydkatalysator bei der Durchführung der gleichen Dehydrierung die Anwendung einer Reaktionstemperatur von etwa 430°.
Beispiel I000 g Bimsstein von der Korngröße 2 bis 4 mm werden in einem Rundkolben bei der Temperatur des siedenden Wassers mit Hilfe einer Olpumpe 11/2 bis 2 Stunden entgast. Nach dem Abkühlen läßt man I000 ccm einer Zinkacetatlösung, die 25 g Zinkacetat pro 100 cm Lösung enthält, zu dem evakuierten Bimsstein zufließen. Der mit der Zinkacetatlösung imprägnierte Bimsstein wird zunächst bei 1100 vorgetrocknet und bei langsam bis auf etwa 2200 ansteigender Temperatur 3 Stunden getempert, worauf noch jeweils eine einstündige Temperung bei etwa 300, 400 und zuletzt bei etwa 550" vorgenommen wird.
Der so hergestellte Zinkoxydkatalysator wird in Kontaktrohre aus zunderfestem Chromstahl eingefüllt, die sich in einem elektrisch beheizten Röhrenofen be; finden. Bei einer Kontakttemperatur von 435" wird über den Katalysator ein bei 82" mit sekundärem Butanol gesättigter Wasserstoffstrom geleitet, wobei 920/, des eingeführten sekundären Alkohols unter Abspaltung von Wasserstoff in Methyläthylketon übergeführt werden. Die restlichen 8°/o des sekundären Alkohols bleiben unumgesetzt. Eine gleichzeitig verlaufende Dehydratation findet nicht statt.

Claims

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Zinkoxydkatalysatoren für Dehydrierungsreaktionen durch Tränken eines zweckmäßig entgasten porösen Trägerstoffs, wie z. B. Bimsstein, mit einer Zinksalzlösung, Vortrocknen des imprägnierten Trägerstoffs und anschließendes Tempern bei erhöhten Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Vortrocknung des vorzugsweise mit Zinkacetatlösung imprägnierten Trägerstoffs bei etwa 1100 eine mehrstündige vorsichtige Temperung bei Temperaturen unterhalb 250° erfolgt, worauf die Erhitzung des Katalysators langsam auf etwa 300° gesteigert wird und anschließend noch eine Nachtemperung bei weiter erhöhten, aber 6ovo0 nicht übersteigenden Temperaturen erfolgt.