DE868595C

DE868595C - Verfahren zur Herstellung von geformten Katalysatoren aus Platin und Platinlegierungen

Info

Publication number: DE868595C
Application number: DED7829A
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr Holzmann; Gerhard Dr Reinacher
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1951-01-25
Filing date: 1951-01-25
Publication date: 1953-02-26

Description

Verfahren zur Herstellung von geformten Katalysatoren aus Platin und Platinlegierungen Bei der Verwendung von Katalysatoren aus Platin oder Platinlegierungen, wie sie für zahlreiche großtechnische Prozesse, z. B. bei der Verbrennung von Ammoniak oder beim Kracken von Kohlenwasserstoffen oder anderen. ganz oder zum Teil in der Gasphase ablaufenden Reaktionen benutzt werden:, entstehen im Laufe des Gebrauches erhebliche,Verlus,te an Edelmetall, die im wesentlichen durch die als Aufmoorung bezeichnete Veränderung der Struktur der Katalysatoren verursacht werden. Durch die Aufmoorung wird der Katalysator aufgelockert, so daß Edelmetallteilchen von strömenden gasförmigenReaktionsteilneh.mern und oder Reaktionsprodukten mitgeführt werden können. Dadurch wird nicht nur die mechanische Festigkeit der Kontaktkörper in: immer steigendem Maße erheblich herabgesetzt, sondern auch die Lebensdauer beträchtlich verringert. Infolgedessen ist die Verwendung der üblichen Katalysatoren bis jetzt mit beträchtlichen wirtschaftlichen Aufwendungen und- Verlusten' verbunden.
Es wurde nun gefunden, daß die in der starken Aufmoorung und der damit geringen Lebensdauer von Platinkatalysatoren liegenden Nachteile ganz oder weitgehend vermieden werden: können, wenn derartige Katalysatoren, -die aus Drähten, Bändern oder sonstigen üblichen Halbzeugformen aufgebaut sind, einer Glühbehandlung oberhalb der für den jeweiligen Verformungsgrad des Halbzeuges üblichen Kristallisationstemperatur unterworfen und dadurch ganz oder überwiegend in ein Gefüge übergeführt werden, bei dem die den Katalysator aufbauende Hal'bzeugform_.iu-ihrer, kleinsten Dimension; "z: B.' -der `gesamten` Banddicke,- öder dem Durchmesser des. Drahtes, nur von einem einzelnen Kristalliter ausgefüllt ist. Zweckm.Big werden fürdie 'erfindungsgemäße Glühbehandlung Tempera-. turen gewählt, die mehr als. z50° oberhalb der üb-'lc'lien Rekristallisationstemperaturen liegen.
.- - -In; Au@übuung des Verfahrens nach- der Erfindung kann beispielsweise so vorgegangen werden, daß Katalysatornetze aus, chemisch reinem Platin, die aus um mehr als- 8o0/@ gereckten Drähten von 40 bis 60,u Durchmesser hergestellt sind, in einem passenden Ofen ausgespannt und bei 125o° 3 bis 5 Stunden geglüht werden.
Besonders vorteilhaft im Hinblick. - auf 'eine sichere Reproduzierbarkeit der Ergebnisse und die wünschenswerte Abkürzung- -.=der erforderlichen _ Glühzeit gestaltet sich die 'erfindungsgemäße Glühbehandlung der Katalysatoren durch .eine Widerstandserhitzung unter direktem Stromdurchgang, die zweckmäßigerweise mit niedrigen Spannungen von z. B. io bis 2o Volt vorgenommen wird. Bei dieser Arbeitsweise erhält . man. durch - eine z Minuten dauernde Glühung bei i350° in: Netzen aus chemisch reinen Platindrähten. Gefüge, bei denen der Durchmesser der Kristallite senkrecht zur Längsachse der Drähte 6o ,u beträgt bei einer Länge der Kristallite von 17 bis. 170 u: Wird die Glühzeit ullter so st gleichen Bedingungen auf das iofache erhöht, so entsteht- ein Gefüge mit Kristalliter, deren. Länge in Richtung der Längsachse des -Drahtes -bis zum 4fachen des Drahtdurchmessers Beträgt. Durch eine weitere Steigerung der Glühzeit läßt sich die Länge der Kristallite weiterhin erhöhen, ' _ Entsprechende, Ergebnisse werden auch bei Platinlegierungen gefunden. Bei der Behandlung eines Netzes, bestehend-aus Drähten aus einer Platinlegierung mit 5% Rhodium, das bei 140o° 2 M-,nuten lang in der vorbeschriebenen Weise geglüht wurde, wurde eine= Gefügeausbildung erreicht, bei der die Länge der Kristallite das 2- bis 3fache ihres Durchmessers betrug, der wiederum dem Durchmesser des Drahtes entsprach. .
Obgleich. die .Glühbedingungen gerade bei -der direkten Widerstandserhitzung sorgfältig auf die jeweiligen Abmessungen, z. B. Draht- oder Bandstärke- der Katalysatoren",' abgestimmt werden müssen, um-ein Durchbrennen der die Katalysatoren. aufbauenden Halbzeugförmen zu- verhüten, hat sich gerade diese Arbeitsweise im technischen. Betrieb überraschend -gut bewährt.
Es hat sich gezeigt, daß die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Katalysatoren in gleicher Weise,, wie bisher üblich, bei zählreichen chemischen Prozessen, insbesondere bei. der Oxydation -von Ammoniak, mit Vorteil verwendet werden; -können. und wesentlich geringere Platinverluste 'und-darüit'eine erheblich höhere Lebensdauer aufweisen, ohne daß sich hinsichtlich ihrer -katalytischen Wirksamkeit gegenüber den bisher gebräuchlichen Katalysatoren nennenswerte Unterschiede ergeben.
- Es bereitet nach dem bisherigen Stand der Verfahren. zwar keine Schwierigkeit, Halbzeu.gelemente, wie z. B. Drähte oder Bänder,, in einen grobkristallinen Zustand zu überführen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß derartig grobrekristallisierte Halbzeuge den mechanischen Beanspruchungen bei der Verarbeitung zu Katalysatoranordnungen, wie z. B. Netzen, in keiner Weise gewachsen, sind. Die = Vornahme einer üblichen Rekristallisation mit dem Ziel der Grobkornbildung an fertigen Katalysatornetzen würde- dagegen- eine Verformung des Netzes innerhalb enger kritischer Grenzen voraussetzen, deren Einhaltung im praktischen Betriebe außerordentlich schwierig, wenn nicht unmöglich wäre. Überraschenderweise hat. sich gezeigt, daß nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Glühbehandlung bei um vorzugsweise mehr als 15o° oberhalb der jeweils üblichen Rekristallisationstemperatur liegenden Temperaturen unter Anwendung einer direkten Widerstandserhitzung trotz der hohen - Verformungsgrade des verwendeten .Halbzeuges genügt um nicht. nur eine Grobkornbildung zu erreichen, sondern erfindungsgemäß eine Gefügeausbildung zu erzielen, bei der die Kristallite -zumindest die kleinste Dimension der. verwendeten Halbzeugform einnehmen und ihre Längenausdehnung in Richtung der Längsachse des verwendeten Halbzeuges das Vielfache ihres Durchmessers beträgt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: ,i. Verfahren zur Herstellung von aus Drähten, Bändern; oder sonstigen üblichen Halbzeugformen aufgebauten Katalysatoren: aus Platin oder dessen Legierungen, insbesondere für die Ammoniakoxydation, dadurch gekennzeichnet; daß sie durch Glühen bei vorzugsweise mehr als 15o° oberhalb der jeweils üblichen Rekristallisationstemperatur liegenden Temperaturen zweckmäßig durch direkte Widerstandserhitzung ganz oder überwiegend in ein Kristallgefüge übergeführt werden; bei. dem zumindest die kleinste Dimension der-Halbzeugform., z. B. der -Drahtquerschnitt oder die Bandstärke, nur von einem Kristalliter eingenommen ist.
2. Verfahren nach Anspruch i,- dadurch gekennzeichnet, daß Glühbedingungen eingehalten werden, unter denen die Abmessung der Kristallite in der Richtung senkrecht zur klein: sten Dimension der Halbzeugform--ein Vielfaches von dieser erreicht.