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Verfahren zur Herstellung von Siliciumoxyd-Aluminiumoxyd-Katalysatoren
für Kohlenwasserstoffumwandlungen, insbesondere zum Spalten Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung von Siliciumoxyd-Aluminiumoxyd-Katalysatoren für Kohlenwasserstoff
umwandlungen, insbesondere zum Spalten.
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Gegenwärtig stellt man die handelsüblichen synthetischen Siliciumoxyd-Aluminiumoxyd-Spaltkatalysatoren
im allgemeinen dadurch her, daß man einen verdünnten Brei von wäßrigem Silicagel
durch Zufügung von Schwefelsäure zu einer Lösung von Natriumsilicat bildet, das
wäßrige Silicagel mit Aluminiumsulfat imprägniert und dann das Aluminiumsulfat durch
Zusatz von Ammoniumhydroxyd hydrolysiert. Der anfallende Katalysator, der in Form
von Pulver, winzig kleinen Kugeln, schrotartigen Körnern oder größeren granulierten
Stücken hergestellt werden kann, ist sehr aktiv und gegenüber dem nachteiligen Einfluß
von hoher Temperatur und Dampf völlig stabil.
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Es ist bereits ein synthetischer Siliciurnoxyd-Aluminiumoxvd-S1)altkatalysator
entwickelt worden, von dem man'gladbt, daß er den synthetischen, gegenwärtig in
der Praxis verwendeten Siliciumoxvd-Aluminiumox3,d-Spaltkatalysatoren überlegen
ist. Dieser Katalvsator ist dadurch gekennzeichnet, daß er i. einen ,#luminiumoxydgehalt
hat, der über dem in den gebräuchlichen Katalysatoren gefundenen, und zwar in der
Größenordnung von 18 bis 38 0/, liegt, 2. viel größere Poren hat, als die
bisher für optimal
angesehenen, und zwar von der Größenordnung von
50 bis 75' Angström, 3. eine sehr geringe Teilchendichte, unterhalb
0,95 g/CM3, aufweist und 4. zusammen mit den obigen Eigenschaften eine große
verfügbare Oberfläche besitzt. Der Katalysator wird unter übermäßig sauren Bedingungen
(pff # 0)
mittels eines passend gealterten Silicagels und durch Anwendung
von Aluminiumchlorid hergestellt. Dieser Katalysator konnte bisher nur mit beträchtlichem
Kostenaufwand bereitet werden. Das wird in erster Hinsicht durch folgende Tatsachen
bedingt: i. die übermäßig sauren Bedingungen erfordern eine teure Spezialvorrichtung
und führen zu einem Verlust an großen Säuremengen; 2. bedeutende Mengen gereinigtes
Wasser und umfangreiche Anlagen werden dazu benötigt, den Katalysator von Alkalimetallsalzen
zu befreien; 3. die Gerinnzeit des Hydrogels ist bei Anwendung der überm'äßig
sauren Bedingungen sehr lang und es werden daher zur Erzielung der erforderlichen
Verweilzeit sehr große Behälter benötigt, und 4. Aluminiumchlorid ist viel teurer
als Aluminiumsulfat.
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Es wurde nun ein Verfahren ausgebildet, wobei ein ähnlicher und sogar
etwas stärker aktiver Katalysator wohlfeiler hergestellt werden kann.
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Nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung bereitet man Siliciumoxyd-Aluminiumoxyd-Katalysatoren
folgendermaßen : man erzeugt zunächst ein konzentriertes Silicasol, das mindestens
85 g SiO, pro Liter enthält, unter sauren Bedingungen mit einem End-pl, zwischen
2,8 und 4, 1; läßt dieses Sol altern und verhindert das Gerinnen durch Verdünnung
mit Wasser, bis keine Viskositätszunahme mehr erfolgt; erhöht das pl, bis, aber
nicht über 7 durch Zufügung eines Alkalis und läßt das Sol altern, wobei
man wieder das Gerinnen zu einem Gel verhütet; gibt eine konzentrierte Lösung eines
Aluminiumsalzes, besonders Aluminiumsulfat, in so ausreichender Menge zu, daß man
zwischen 18 und 30 0/, AI,0" bezogen auf SiO, erhält; hydrolysiert das Aluminiumsalz
durch Zugabe ein ' es basischen Fällungsmittels; wäscht und trocknet das
Produkt.
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Das mindestens 85 9 Siliciumoxyd pro Liter aufweisende' konzentrierte
Silicasol, das unter sauren Bedingungen zuerst erzeugt wird, enthält vorzugs-Weise
90 bis 125 g Siliciumoxyd pro Liter. Dieses Sol läßt sich dadurch
herstellen, daß entweder eine Natriumsilicatlösung unter Vermischen zu einer Säure
gegeben wird oder gleichzeitig eine Natriumsilicatlösung und eine Säure unter Vermischen
in ein saures Medium gepumpt werden. Nach der ersten Methode wird die Natriumsilicatlösung
zugegeben, bis das pl, des Sols zwischen 2,8 und 4, 1 und vorzugsweise etwa
3,5 beträgt. Im zweiten Falle stellt man die Strömungsgeschwindigkeiten von
Natriumsilicat und Säure so ein, daß sich in der Mischung ein pH von 2 bis
3
und vorzugsweise etwa 2,8 ergibt, und bringt dann das Sol auf ein
p], zwischen 2,8 und 4, 1 durch Zugabe einer kleinen Menge Alkali, z. B.
Natriumsilicat.
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Die bevorzugte Säure ist Schwefelsäure; jedoch können auch Salpetersäure
oder Chlorwasserstoffsäure benutzt werden. Bei der zur Solbildung führenden Reaktion
des Natriumsilicats mit der Säure entsteht eine große Menge Alkalisalz, z. B. Natriumsulfat.
Dieses Salz übt eine beträchtliche entwässernde Wirkung, besonders in dem konzentrierten
Sol, aus und spielt eine Rolle bei der Festlegung der Eigenschaften des Katalysators.
Aus diesem und anderen Gründen zieht man ein Natriumsilicat vor, das ein kleineres
Verhältnis von Alkali zu Siliciumoxyd hat als das Orthosilicat oder Metasilicat.
So sind Natriumsilicatlösungen mit einem Alkali-Siliciumoxyd-Verhältnis zwischen
etwa i : 2,5 und i : 3,9 besonders vorteilhaft.
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Wenn die Säure und das Natriumsilicat gemischt werden, so hat die
'Mischung eine Neigung zum Ausfällen von Kieselsäure, und diese Neigung ist besonders
betont, wenn ein Sol der beschriebenen hohen Konzentration hergestellt wird. Die
Bildung einer minimalen Niederschlagsmenge wird erreicht i. durch angemessenes Mischen,
2. durch Verwendung einer Säurelösung, die stärker als die Natriumsilicatlösung
ist, und 3. durch Einhalten des pa auf dem erwähnten niedrigen Wert während
des Mischens. Wenn es sich auch empfiehlt, die Bedingungen so zu regulieren, daß
sich ein klares Sol bildet, so schließt die Erfindung die Anwesenheit von solchem
gallertartigen Niederschlag doch nicht aus.
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Das nach dieser Beschreibung gewonnene Silicasol verdickt sich beim
Stehen nach und nach und gerinnt schließlich zu einem harten Gel. Die Gerinnzeit
wird wie folgt ermittelt: Eine Merige von 75 cm3 des frischen Sols wird in
ein Becherglas von ioo cm3 gegossen. Ein 8 cm langer, 3 mm starker,
an einem Ende zugespitzter Glasstab wird in das Sol gebracht, so daß. seine Spitze
auf dem Boden des Becherglases ruht. Man läßt den Stab aus einem Anfangswinkel von
150 zur Vertikalen in einen Winkel von 30'
fallen. Der Punkt, wenn der Stab
zwischen diesen Winkeln angehalten wird, ist der Gerinnpunkt und das Zeitintervall
zwischen diesem Punkt und der Solbildung ist die Gerinnzeit T'. Die Gerinnzeit ist
für eine Anzahl von Solen und Bedingungen von Hurd (Journ. Phys. Chem.
37, 321 [1938,) angegeben. Sie hängt von verschiedenen Faktoren, einschließlich
der Konzentration von Silicitimoxvd, der Konzentration von Alkalimetallsalz und
dein pH des Sols, ab.
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Wenn man das Sol stehen läßt, gerinnt es nicht sofort, sondern dieser
Gerinnung geht eine allmähliche Zunahme der Viskosität voran. Die Geschwindigkeit
dieser Viskositätszunalime hängt von den 13,-dingungen ab und ist eine Funktion
der G-rinnzeit. Die Viskositätszunahme des Sols ist durch das Wachstum der kolloidalen
Silicitimo.x#,(Imicellen bedingt und eine Funktion des Alterungsausmaßes des Sols.
Die Alterung des Sols ist von Wichtigkeit bei der Festlegung der Aktivität und Stabilität
des Katalvsators.
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Bei dem Verfahren der Erfindung bevorzugt man ein Sol, das beim Stehenlassen
in etwa io Minuten b*s go Minuten und besonders in etwa i5.#linuten bis 40 31inuten
zu einem Gel gerinnen würde. 'Man könnte das Sol gelieren und das Gel dann weiter
durch Stehenlassen altern. Das führt jedoch nicht zu einem Katalysator mit den gewünschten
Eigenschaften. Erfindungsgemäß läßt man das Sol nicht gerinnen und führt die Alterung
in anderer Weise durch. Zu einer Zeit kurz
vor T' wird die Visko,-,itätszunahme
angehalten, die Alterungs'geschwindigkeit herabgesetzt und Gerinming durch Verdünnung
des Sols mit Wasser verhindert. Mit anderen Worten: man hält an einem bestimmten
Punkt, kurz vor der Gerinnimg, die Polvkondensation zu einem starren Gel durch Verdürinen
an, während man die Siliciumox#,cliiiicellen unter sauren Bedingungen weiter altern
läßt.
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Man beginnt mit dem Verdünnen des Sols zweckmäßig spät in der Alterungspcriode,
z. B. da, wo die reduzierte Gerinnzeit TJT' zwischen o,5 und o,95 und besonders
so nahe bei 0,95 T/T' als praktisch möglich liegt. Das bc-"orzugte Verfahren
besteht darin, daß man init (lern Verdünnen beginnt, sobald die '#"iskosit-"it der
des gewählten Wertes T/T' entspricht, und es mit einer solchen Geschwindigkeit fortsetzt,
(laß die Viskosität praktisch konstant bleibt. Die erforderliche Wasserrnenge kann
etwas mit der Konzentration an Siliciumoxyd im Sol und mit dem pH schwanken; in
einem typischen Fall beträgt sie 2,25 Raiimteile.
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Die Zugabe von Wasser kann durch eine kontinuierliche Viskosität-,messung
am Sol, nach einer der bekannten Methoden, reguliert werden, und zwar auch automatisch.
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Das Verdünnen erstreckt sich über eine nennenswerte Zeit, z. B.
30 Minuten bis 21/, Stunden, je
nach der gewählten Viskosität und anderen
Faktoren. Während dieser Zeit ist die Zufügungsgeschwindigkeit an Wasser zuerst
hoch und nimmt nach und nach mit der Alterungsgeschwindigkeit ab. Der Verfahrensschritt
kann als beendet angesehen werden, wenn die Zufül-ungsgeschwindigkeit an Wasser
unbedeutend wird. Während des Verdünnens steigt das PH nur schwach an. Man wendet
mit Vorzug die minimale U'asserrnenge an, durch die die gewählte Viskosität beibehalten
werden kann.
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In dem nächsten Verfahrensschritt gibt man dem Material eine kurze
Alterungsbehandlung unter annähernd neutralen Bedingungen, wobei man wieder die
Gerinnung zu einem Gel verhindert. Dies wird erreicht, indem das pl, auf etwa
7, z. B. 6,o bis 7,0,
gebracht und dabei eine weitere Merige Wasser
angesetzt wird. Die erforderliche Menge Alkali ist sehr klein, z. B. o,o6 Raumteile
2,9 n-NH, OH. Die nötige Wassermenge schwankt wieder init dem pl, vor Zugabe des
Alkalis, der Konzentration an Siliciumoxv(1 und der gew,ählten In einem t%_pischen
Fall betr"L",t die Menge Wasser z. B. etwa 4 bis Raumteile. Wie bei (lur vorhergehenden
Verdünnung wird die Zufügungsgeschwindi-keit für Wasser so eingestellt, daß die
Viskosität sich auf einem annähernd konstanten Wert hält. Zumindest soll man einen
Teil des Wassers mit dem Alkali zusetzen, z. B. um eine stark verdünnte Löstiii-
von Anit-noniurnh-#ldroxvcl oder Natritiiiiii#-droxvd zu erzeugen.
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Es ist nur eine sAir kurze Zeit bei einem PH von ungefähr
7 erforderlich und der Zeitfaktor ist an diesem Punkt nicht kritisch. So
kann die Wiederansäuerung des Silichirnoxyds durch Zugabe von Aluminiumsulfat unmittelbar
nach Einstellung des pH auf etwa 7 erfolgen oder es kann auch eine mäßige
Zeit verstreichen, In der Praxis kann man das Material z. B. etwa 5 Minuten
bis i Stunde bei einem p, von 7 halten.
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Nachdem man, wie beschrieben, das Siliciumoxvd auf ein pl, von etwa
7 gebracht hat, gibt man eine Lösung von Aluiiiiniumsulfat zu. Dadurch wird
das pl, unmittelbar auf etwa 3 und die Viskosität ivesentlich herabgesetzt.
Die zugesetzte Menge Aluminiumsulfatlösung wird so eingestellt, daß in dem fertigen
Katalysator (Trockenbasis) 18 bis 300/, Al.0, vorliel-en.
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Es empfiehlt sich, eine Aluminiumsulfatlösung von hoher Konzentration,
z. B. i-molare Aluminiumsulfatlösung, zu verwenden, Aluminiumchlorid und .#Juminiuiiinitrat
sind auch geeignet, aber viel teurer als Aluminiumsulfat.
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Das Aluminiumsulfat wird durch Zusatz eines basischen Fällungsmittels,
wie Am-noniumhvdroxyd, hydrolysiert. Das End-pli liegt in dieser Stufe zwischen
etwa 5 und 7. Werden etwa 23 0/, Aluminiumoxyd eingebracht,
so verlangt dies ungefähr 2,5 Raumteile einer 2,9 ii-Ammoniumhydrox3-dlösung.
Die Zufü'-un- des Ammoniumhydroxyds wird vorzugsweise kurz nach derjenigen des Aluminiumsulfats
begonnen und etwa innerhalb 2 Stunden danach beendet. Der Zeitfaktor ist an dieser
Stelle nicht übermäßig bedeutsam. Gewünschtenfalls können andere basische Fällungsmittel,
z. B. Ammoniumcarbonat oder Amrnoniumhydrosulfid, benutzt werden.
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Während der Hydrolyse, die vorteilhaft durch Zugeben des Ammoniumhydroxyds
mit relativ geringer, gleichmäßiger Geschwindigkeit (z. B. während 20 Minuten) unter
gutem Vermischen ausgeführt wird, reagiert ein intermediäres Hydrolvsenprodukt mit
dem Siliciumoxyd unter Bildung eines Breies an gewünschtem Siliciumoxyd-Aluminiumoxvd-Komplex,
und man kann große Mengen Aluminium in die gewünschte spezielle Komplexform einführen,
da doch der Katalysator kein freies Aluminiumoxyd enthält.
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Der feuchte Katalysator weist in dieser Stufe beträchliche Mengen
löslicher Salze auf. Natriumsalze üben bekanntlich auf den fertigen Katalysator
eine nachteilige Wirkung aus. Es bestehen Anzeichen dafür, daß kleine Mengen Natrium
bei den neuen Katalysatoren einen weniger ungünstigen Effekt haben als bei bekannten.
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Es gibt mehrere brauchbare Methoden zur praktisch völligen Beseitigung
von Natriumsalzen. In den meisten Fällen genügt es, das ungetrocknete Material einfach
mit Wasser auszuwaschen; dieses kann Kondenswasser oder von schädlichen Salzen durch
Behandlung mit einem Basenaustauscherbarz befreites WassL-r sein. Weiter kann das
Material zunächst zur Beseitigung der Hauptmenge löslicher Salze ausgewaschen und
dann mit einer verdünnten Säure, z. B. Chlorwasserstoff säure, Fluorwasserstoffsäure,
Essigsäure, nachgewaschen worden. Ferner kann man dein Material eine Schlußbehandlung
mit einer sauren Salzlösung eines mehrwertigen Metalls, z. B. einer Lösung von Aluminiumstilfat,
geben. Eine andere, für das Entfernen von Natrium sehr wirksame Behandlung ist die
mit einer Lösung eines Ammoniumsalzes, z. B. Ammoniumchlorid, Ammoniumnitrat
Ammoniumsulfat,
Ammoniumacetat. Obschon Ammoniumacetat sehr wirksam ist, muß man bei seiner Anwendung
doch vorsichtig sein, da es dazu neigt, die Porenstruktur zu ändern. Diese Behandlungsmethoden
können an dem bei diesem Verfahrensschritt erhaltenen Filterkuchen, oder nachdem
er partiell getrocknet ist, gebraucht werden. Es empfiehlt sich, den Katalysator
von der Mutterflüssigkeit durch Sedimentation-Dekantierung zu trennen und die Natriumsalze
vor der Trocknung herauszuwaschen.
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Die Trocknung läßt sich in üblicher Weise durchführen. Vorzugsweise
wird das Material verhältnismäßig schnell, aber noch unter relativ milden Bedingungen
vorgetrocknet. Nach einer geeigneten Methode leitet man das Material in dünner Schicht
durch einen zwischen etwa 8o und 130' gehaltenen Trockenofen, während zur Beseitigung
des sich entwickelnden Wasserdampfes ein Luftstrom hindurchgeschickt wird. Trocknung
bis zu einem Wassergehalt von etwa 15 0/0 ist wünschenswert. Dieses Material
kann dann bis zu einem geringeren Wassergehalt, z. B. 2 bis 5 %, durch gewöhnliche
Calcinierung bei einer höheren Temperatur getrocknet werden.
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Nach einer anderen Methode kann man das Material, vor oder nach Beseitigung
der Natriumsalze, zu einem dünnen Brei anmachen, der durch eine Kolloidmühle geschickt
und zur Formung von Mikrokugeln einer Zerstäubungstrocknung unterzogen wird.
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Nach einer weiteren Alternative kann man das Material, vorzugsweise
nach Beseitigung der Natriumsalze, zu einer dicken Paste anmachen, die erwärmt wird,
bis sie klebrige Konsistenz annimmt, dann der Alterung überlassen und schließlich
in Form von Schroten ausgepreßt wird, welche man in üblicher Weise trocknet.
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Die beschriebene Methode für die Herstellung von Katalysatoren wurde
unter Anwendung normaler Temperaturen von annähernd 2o' entwickelt. jede ungewöhnliche
Abweichung von diesen Bedingungen kann folglich entweder durch Erhitzen oder
Ab-
kühlen, oder durch leichte Anpassung der anderen Bedingungen in bekannter
Weise korrigiert werden.
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Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung noch weiter: Beispiel
i Ein Katalysator A wurde folgendermaßen hergestellt: Natriumsilicat, Marke
E der Philadelphia Quartz Company W17 normal, 4019 Si0,/1), wurde
auf 1,28 normal (hinsichtlich Na+) verdünnt und 3,2
Raumteile der Lösung wurden
unter Rühren langsam zu i Raumteil 4,1 n-Schwefelsäure gegeben. Das führte zu einem
klaren Sol, das ein pl, von etwa 3,5
hatte und ungefähr 93 9 S'02 pro
Liter enthielt. Nachdem man das Sol zum Altern annähernd 61 Minuten (T/T'
= annähernd o,8) stehengelassen hatte, fügte man insgesamt 2,25 Raumteile
Wasser unter Rühren während einer Zeit von etwa 77 Minuten mit solcher Geschwindigkeit
zu, daß die Viskosität praktisch konstant blieb. Dabei ergab sich ein Anstieg des
p]H-Wertes auf ungefähr 4,1. Das pH wurde dann auf 7,o durch langsame Zugabe (etwa
io Minuten) von ungefähr o,o6 Raumteilen eines 2,9 n-Ammoniumhydroxyd erhöht, während
die Viskosität durch Zufügen von annähernd 4 Raumteilen Wasser wieder praktisch
konstant gehalten wurde. Nach einer Zeit von etwa 112 Minuten wurde i-molare Aluminiumsulfatlösung
so ausreichend zugegeben, daß etwa 220/0 AI,0., bezogen auf Trockenbasis, zugeführt
wurden. Das hatte ein Absinken des pl, auf etwa 3,0 und eine scharfe Verminderung
der Viskosität zur Folge. Dann hydrolysierte man das Aluminiumsulfat durch langsame
Zugabe einer 2,9 n-Ammoniumhydroxydlösung, bis das pl, etwa 7 (ungefähr
2,5 Raumteile) betrug. Nun filtrierte man das Material und wusch den feuchten
Katalysator mit Wasser, bis das Waschwasser frei von Sulfat war. Der gewaschene
Aluminiumoxyd-Siliciumoxyd-Komplex wurde bei go' getrocknet und hierauf
6 Stunden bei 565' in einem Strom trockener Luft calciniert.
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Ein Katalysator B wurde im wesentlichen wie für Katalysator
A beschrieben hergestellt, nur daß man das Material nach dem Trocknen bei
go' mit einer wäßrigen Lösung von Ammoniumacetat behandelte, um den Gehalt an Na,0
auf weniger als o,oi 0/, herabzusetzen.
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Ein weiterer Katalysator C wurde praktisch nach der Vorschrift
für Katalysator A zubereitet, außer daß das pH des SOls 3,gi anstatt
3,5 eingestellt wurde. Das entstehende Sol alterte deshalb schneller unter
etwas weniger sauren Bedingungen. Die Verdünnung mit Wasser wurde darum etwa 24
Minuten nach Bildung des Sols begonnen (T/T' = etwa o,8).
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Noch ein Katalysator D wurde praktisch nach der Vorschrift
für Katalysator A erzeugt, mit dem Unterschied, daß beim Hydrolysieren des
Aluminiumsulfats das End-pl, auf 6,4 anstatt auf 7 gebracht wurde.
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Die Katalysatoren wurden durch Verwendung für die katalytische Spaltung
eines Gasöls mit folgenden Eigenschaften erprobt:
| Spezifisches Gewicht ..................... o,87 |
| A. S. T. M.-Siedebereich ............ 26o bis
369' |
| Anilinpunkt ............................. 7o,2 |
| n 20 |
| D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 1,4849 |
| Bromzahl ................................. 6 |
| Kohlenstoff ............ 85,65 Gewichtsprozent |
| Wasserstoff ............. 12,86 |
| Schwefel ................ 1,36 |
| Stickstoff ................ ojo |
Die Spaltversuche wurden nach einem Standardprüfverfahren mit stationärer Schicht
und bei Benutzung von 5o cm3 Katalysator in granulierter Form unter den folgenden
Bedingungen ausgeführt:
| Temperatur .................... 5650 |
| Stündliche Raumgeschwindigkeit 4 |
| (Flüssigkeit) |
| Druck ......................... atmosphärisch |
| Verfahrensdauer ................ i Stunde |
Die Katalysatoren wurden in frischem Zustand erprobt und auch, nachdem man sie einer
künstlichen
Alterung durch Behandlung mit Dampf während 24 Stunden
bei
565' und i Atmosphäre Druck unterworfen hatte, um ihre Stabilität zu
messen. Die Eigenschaften und Prüfergebnisse der Katalysatoren
A, B,
C und
D sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:
| Kat. A Kat. B Kat. C Kat. D |
| Dampf- |
| Frisch behandelt Fr. Da. Fr. Da. Fr. 1 Da. |
| Analvse Na20 ............... 0,17 0,15 0,01 |
| Al, 0 . ............... 22,0 22,3 24,1 |
| so, ................ o,og 0,05 0,05 |
| Teilchendichte g/'cm3 ......... 0,92-0,95 0,94 o,88
0,92 |
| Oberfläche M2/g .............. 497 505 5o6 |
| Porendurchmesser A .......... si 56 51 |
| Prozent gespalten ............ 49,3 42,4 50,5
42,2 48,6 40,6 48,9 40,7 |
| Prozent Fraktion 5o bis 200' 22,4 20,5 22,5 20,4 22,4
19,7 22,5 1 19,7 |
»Prozent gespalten« bedeutet ioo minus Gewichtsprozent wiedergewonnenes
01 des gleichen Siedebereichs wie die Beschickung.
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Beispiel 2 Ein Katalysator wurde folgendermaßen hergestellt: Natriumsilicat,
Marke
E der Philadelphia Quartz Company, wurde auf 2,o6 normal verdünnt und
r,95 Raumteile der Lösung wurden gleichzeitig mit i Raumteil 4,07 n-Schwefelsäure
unter Rühren zu 1,2 Raumteilen Wasser gegeben. Die Lösungenwurden mit einer solchen
Geschwindigkeit zugesetzt, daß das PH während der Bildung des Sols praktisch konstant
bei
2,5 war. Nach beendeter Zufügung von Natriumsilicat und Schwefelsäure
wurde das pH des anfallenden Sols durch Zugabe einer kleinen Menge Natriumsilicatlösung
auf
3,5 eingestellt. Das Sol enthielt etwa
93 9 Si0, pro Liter. Nach
einer Alterung während etwa 46 Minuten (T/T' annähernd o,8) wurde mit dem Zusatz
von Wasser begonnen und der übrige Teil der Herstellung praktisch wie in Beispiel
i beschrieben ausgeführt. Die Eigenschaften und Prüfergebnisse des Katalysators
sind in der folgenden Tabelle genannt:
| Frisch Dampf- |
| 1 |
| behandelt |
| Analyse Na,0 ............... 0,ii |
| A1203 ............... 24,1 |
| so, ................ o,o6 |
| Teilchendichte g/CM3 ......... o,88 |
| Spezifische Oberfläche m2/g 488 |
| Mittlerer Porendurchmesser, 58 |
| Gewichtsprozent gespalten .... 48,5 39,5 |
| Gewichtsprozent Fraktion |
| 5o bis 200 . ................ 22,0 19,4 |
Während der nach dem beschriebenen Verfahren hergestellte Katalysator ein besonders
wirksamer und stabiler Spaltungskatalysator ist und entwickelt wurde, um maximale
Leistung bei katalytischer Spaltung zu gestatten, kann er gewünschtenfalls auch
bei anderen Verfahren, wo eine oder mehrere der beim katalytischen Spalten auftretenden
Reaktionen von Bedeutung sind, verwendet werden. So sind z. B. die in der beschriebenen
Weise bereiteten Katalysatoren von stärker saurer Beschaffenheit als in üblicher
Art hergestellte Siliciumoxyd-Aluminiumoxyd-Katalysatoren und daher stärker wirksam
für sauer katalysierte Reaktionen, wie Isomerisierung, Polymerisierung, Alkylierung,
Wasserstoffübertragung. Der Katalysator verliert seine hohe Aktivität für solche
Reaktionen schneller als seine Wirksamkeit für die Spaltung von C-C-Bindungen. Er
kann daher vorteilhaft zum Katalysieren einer oder mehrerer solcher Reaktionen,
z. B. Isoformierung, während einiger Zeit verwendet und dann für katalytische Spaltung
mit geringer Einbuße an Wirksamkeit in dem Spaltverfahren gebraucht werden. Auch
läßt sich der Katalysator, nachdem er bei der katalytischen Spaltung stark erschöpft
ist, vorteilhaft noch für Verfahren benutzen, wo nur sehr milde Spaltung in Verbindung
mit saurer Beschaffenheit erwünscht ist, z. B. bei der Herstellung von Spaltmaterial
aus schweren Rückständen durch katalytische Viskositätsbrechung.