DE869940C - Process for the catalytic splitting off of hydrogen or its compounds - Google Patents

Process for the catalytic splitting off of hydrogen or its compounds

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DE869940C
DE869940C DENDAT869940D DE869940DA DE869940C DE 869940 C DE869940 C DE 869940C DE NDAT869940 D DENDAT869940 D DE NDAT869940D DE 869940D A DE869940D A DE 869940DA DE 869940 C DE869940 C DE 869940C
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Ludwigshafen/Rhein und Dr. Emil Germann Mannheim^Feudenheim Dr. Fritz Srowener f
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Description

Zu Äthylen PH des Zu Athylen Kontaktes Kontaktkörner gewaschen Umgesetzter Tonerdekontakt, hergestellt aus nach (2. Waschprozeß) mit Alkohol in Erhitzen auf Prozent der 550 angewandten Menge käufl. gealtertem Al(OH)3 ................... 4,0 H2O 20 (mit Salpetersäure verformt) ......................... 5,4 NH3, H2O 35 (reversiblem) nicht gealtertem Al (OH)3 .............. 1,5 Ungewaschen 70 (hergestellt aus Aluminiumnitrat Q Ammoniak beim pH = 5)5) 5,3 N H5, H2 0, NH3 99 (reversiblem) nicht gealtertem^Al (OH)3 5,9 HNO3, H2O, NH3, H2O 99 (hergestellt aus Aluminat + Salpetersäure beim pH = 6) 8,o H20 25 Aluminiumsalze, wie man sie durch Auflösen von Aluminiumpulver in einem Unterschuß von Säure oder Aluminiumsalzlösung oder durch Elektrolyse einer Aluminiumsalzlösung oder durch Umsetzen einer Aluminiumsalzlösung mit Alkylenoxyden und Entfernung der entstandenen organischen Stoffe, z. B. durch Destillation, oder durch Peptisation von Hydroxyden mit einem Unterschuß von Säure oder sauren bzw. sauer reagierenden Salzen erhält. Man kann die genannten festen oder flüssigen Ausgangsstoffe durch Fällung oder auf thermischem Wege weiter verarbeiten. In letzterem Falle sind basische Salze mit geringem Gehalt an flüchtigen Säureresten besonders vorteilhaft verwendbar, weil dann die Festigkeit des Kontaktes beim Erhitzen und Abtreiben des Säurerestes am wenigsten leidet und die Feinstruktur am besten erhalten bleibt. To ethylene PH des Zu Athylen Contacted contact grains washed converted Alumina contact, made from after (2nd washing process) with alcohol in Heat to percent of 550 applied lot buyable aged Al (OH) 3 ................... 4.0 H2O 20 (deformed with nitric acid) ......................... 5.4 NH3, H2O 35 (Reversible) unaged Al (OH) 3 .............. 1.5 Unwashed 70 (made from aluminum nitrate Q ammonia at pH = 5) 5) 5.3 N H5, H2 0, NH3 99 (Reversible) unaged ^ Al (OH) 3 5.9 HNO3, H2O, NH3, H2O 99 (made from aluminate + nitric acid at pH = 6) 8, o H20 25 Aluminum salts, such as can be obtained by dissolving aluminum powder in a deficiency of acid or aluminum salt solution or by electrolysis of an aluminum salt solution or by reacting an aluminum salt solution with alkylene oxides and removing the organic substances formed, e.g. B. by distillation, or by peptization of hydroxides with a deficit of acid or acidic or acidic salts. The solid or liquid starting materials mentioned can be processed further by precipitation or by thermal means. In the latter case, basic salts with a low content of volatile acid residues can be used particularly advantageously because the strength of the contact then suffers the least when heating and driving off the acid residues and the fine structure is best preserved.

Im Gegensatz hierzu sind die meisten handelsüblichen Hydroxyde in Wasser unlöslich und praktisch kaum peptisierhar. So ist handelsübliches Tonerdehydrat, das aus Natriumaluminatlösung, also einer stark alkalischen Lösung in nichtflüchtigen Alkalien, durch Aus rühren mit Tonerde oder Fällen mit Kohlensäure erzeugt ist. ein stark gealtertes, schlecht peptisierbares Aluminiumhydroxyd, aus dem sich Katalysatoren herstellen lassen, die zwar für viele Zwecke brauchbar sind, für die vorliegenden Zwecke aber nur geringe Wirksamkeit aufweisen. In contrast, most commercial hydroxides are in Water insoluble and practically hardly peptizable. So is commercial alumina hydrate, that from sodium aluminate solution, i.e. a strongly alkaline solution in non-volatile Alkalis, produced by stirring with clay or carbonic acid felling. a heavily aged, poorly peptisable aluminum hydroxide, from which catalysts are made can be produced, although they are useful for many purposes, for the present Purposes but have little effectiveness.

Die Herstellung der Katalysatoren erfolgt zweckmäßig in der Weise, daß man das nicht gealterte Hydroxyd nach einer Verformung zu gröberen Stücken durch Behandlung bei höheren Temperaturen weitgehend entwässert und in die wasserunlösliche Form überführt. Man kann auch als Träger aus gealterten Hydroxyden hervorgegangene Oxyde von ausreichender Porosität oberflächlich mit einem Gel oder basischen Salzen überziehen oder nicht gealtertes Hydroxyd auf dem Träger abscheiden und die Masse alsdann auf das erforderliche PH bringen, jedoch ist die katalytische Wirksamkeit um so besser, je größer der aus nicht gealtertem Hydroxyd hervorgegangene Anteil eines Katalysators ist. The catalysts are expediently prepared in such a way that that the unaged hydroxide after deformation into coarser pieces through Treatment at higher temperatures largely dehydrated and insoluble in water Form transferred. Aged hydroxides can also be used as carriers Oxides of sufficient porosity superficially with a gel or basic salts coat or deposit unaged hydroxide on the support and the mass then bring it to the required PH, but the catalytic effectiveness is the better, the greater the proportion that has emerged from unaged hydroxide of a catalyst.

Weiterhin wurde gefunden, daß die katalytische Umsetzung am besten verläuft, wenn das Hydroxyd, insbesondere das Aluminiumhydroxyd, durch gleichzeitiges Zusammenfließenlassen der zur Fällung dienenden Komponenten bei einem zwischen 2 und 10, besser 4 und 7, vorzugsweise 5 und 6 liegenden PH gefällt ist. Es kann von Vorteil sein, die Niederschläge nicht vollständig von den bei der Fällung, insbesondere beim PH zwischen 41 und 7 entstandenen Salzen durch Waschen zu befreien und sie sodann auf solche Temperaturen zu erhitzen, das die Körner durch Berührung mit Waschflüssigkeiten nicht zerstört werden, wobei der Salzrest als Bindemittel dient. Hierauf werden die harten Körner je nach der Art der Verunreinigung des Katalysators mit sauren oder alkalischen Stoffen gewaschen, so daß der Katalysator nach dem Erhitzen auf vorzugsweise 450 bis o500 ein p, aufweist, das zwischen 2 und 7 liegt. It has also been found that the catalytic conversion is the best proceeds when the hydroxide, especially the aluminum hydroxide, by simultaneous Allowing the components used for precipitation to flow together at a temperature between 2 and 10, better 4 and 7, preferably 5 and 6 lying PH is precipitated. It can from The advantage of this is that the precipitations are not completely affected by the precipitation, in particular at the pH between 41 and 7 to free the salts formed by washing and they then to heat to such temperatures that the grains by contact with washing liquids are not destroyed, whereby the salt residue serves as a binding agent. Be on it the hard grains depending on the nature of the contamination of the catalyst with acidic ones or alkaline substances washed so that the catalyst on after heating preferably 450 to 500 a p which is between 2 and 7.

Als Katalysatoren kommen solche Oxyde oder basische Salze in Betracht, die bei der Abspaltung von Wasserstoff und dessen Verbindungen aus vorzugsweise organischen Stoffen üblich sind; genannt seien z. B. die Verbindungen von Thorium, Cerium, Aluminium, Eisen und Chrom sowie Titan, Zirkon, Mangan, Zinn, Vanadium, Molybdän, Wolfram, Uran, Nickel, Kobalt oder Gemische dieser unter sich oder mit anderen Stoffen, z. B. Kieselsäure, Borsäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure usw. Such oxides or basic salts come into consideration as catalysts, those in the elimination of hydrogen and its compounds are preferred organic substances are common; may be mentioned e.g. B. the compounds of thorium, Cerium, aluminum, iron and chromium as well as titanium, zirconium, manganese, tin, vanadium, Molybdenum, tungsten, uranium, nickel, cobalt or mixtures of these among themselves or with other substances, e.g. B. silica, boric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, etc.

Die beschriebenen Katalysatoren eignen sich beispielsweise zur Herstellung von Isobutylen aus Isobutanol oder Isobutan, Äthylen aus Alkohol, Propylen aus Isopropanol, Tetrahydrofuran aus I, 4-)Butylenglykol, Phenylpyrrolidin aus Tetrahydrofuran und Anilin und Methylpyrrolidin aus Tetrahydrofuran und Methylamin. Die genannten Pyrrolidine erhält man auch aus I, 4-Butylenglykol und Anilin bzw. Methylamin. N-Alkylabkömmlinge aromatischer Amine erhält man aus diesen Aminen mit Alkoholen oder Äthern, z. B. Dimethylanilin aus Anilin und Dimethyläther. Ferner erhält man aus Kohlenoxid und Ammoniak bzw. aus Formamid Blausäure und aus Alkoholen und Ammoniak Alkylamine. Ditrch Aminoniakabspaltung aus Anilin kann man Dliphenylamin gewinnen. In den genannten Fällen hat sich besonders Aktivtonerde als Katalysator bewährt, während für die Herstellung ungesättigter Kohlenwasserstoffe aus mehrwertigen Alkoholen auch phosphorsäurehaltige Tonerdekontakte in Frage kommen. Kieselsäure-Tonerde-Kontakte sind besonders zum Kranken von Kohlenwasserstoffen geeignet. Das günstige PH des Katalysators kann um so saurer liegen, je weniger die Ausgangs- oder Endprodukte zur Verharzung neigen und je höher die Temperaturen sind, denen der Katalysator bei der Arbeit oder bei der Wiederbelebung ausgesetzt ist, sofern der EZatalysator nichtflüchtige Alkalien enthält. Bei Abwesenheit dieser bzw. bei Anwesenheit von Ammonsalzen als Verunreinigungen ist das in Frage kommende PH-Gebiet am größten, da selbst bei zur Verharzung neigenden Stoffen, z. B. Anilin bzw. Isobutanol, und' den daraus erhältlichen ungesättigten Kohlenwasserstoffen im Verlauf des katalytischen Vorgangs oder bei der Wiederbelebung des Katalysators allmählich eine weitgehende Entfernung der Ammonsalze oder deren Zersetzungsprodukte auf thermischem Wege erfolgt. Mit Rücksicht darauf, daß aber sowohl Säuren als auch Basen die feinsten Poren der Oxyde, z. B. der Tonerde, infolge chemischer Einwirkung leicht, und zwar um so schneller zerstören, je höher die Temperatur und die Einwirkungsdauer ist, darf das PH die beanspruchten Grenzen nicht überschreiten. The catalysts described are suitable, for example, for production of isobutylene from isobutanol or isobutane, ethylene from alcohol, propylene from isopropanol, Tetrahydrofuran from I, 4-) butylene glycol, phenylpyrrolidine from tetrahydrofuran and Aniline and methylpyrrolidine from tetrahydrofuran and methylamine. The pyrrolidines mentioned is also obtained from 1,4-butylene glycol and aniline or methylamine. N-alkyl derivatives aromatic amines are obtained from these amines with alcohols or ethers, e.g. B. Dimethylaniline from aniline and dimethyl ether. Furthermore, from carbon oxide and Ammonia or from formamide hydrogen cyanide and from alcohols and ammonia Alkylamines. Dliphenylamine can be obtained by cleaving amino acids from aniline. In the mentioned Cases has particularly proven active alumina as a catalyst, while for the Production of unsaturated hydrocarbons from polyhydric alcohols, including those containing phosphoric acid Alumina contacts come into question. Silica-alumina contacts are particularly useful for Sick of hydrocarbons suitable. The favorable PH of the catalyst can the less the starting or end products tend to become resinous, the more acidic they are and the higher the temperatures, the catalyst at work or at exposed to resuscitation provided the E-catalyst is non-volatile alkalis contains. In the absence of these or in the presence of ammonium salts as impurities the PH area in question is the largest, as it is even prone to resinification Substances, e.g. B. aniline or isobutanol, and 'the unsaturated ones obtainable therefrom Hydrocarbons in the course of the catalytic process or during resuscitation the catalyst gradually a substantial removal of the ammonium salts or their Decomposition products takes place thermally. With regard to the fact that both acids and bases the finest pores of the oxides, z. B. the clay, as a result easily destroyed by chemical action, and the faster the higher the temperature and the duration of action is, the PH must not exceed the claimed limits.

Beispiel I Durch Kochen von 240 Gewichtsteilen 5o0/oiger Natronlauge mit I60 Gewichtsteilen käuflichem, etwa 64 0/ Aluminiumoxyd enthaltendem Tonerdehydratpulver unter Rühren und Auffüllen der Lösung mit Kondenswasser wird eine Natriumaluminatlösung hergestellt, dieim Liter etwa 200 g Aluminiumoxyd enthält. Zur Fällung des Aluminiumhydroxyds läßt man in einem Rührkessel aus korrosionsbeständigem Werkstoff, in den eine Antimonelektrode eintaucht, die auf 200 gekühlte Aluminatlösung gleichzeitig mit einer 40: bis 450/siegen Salpetersäure unter gutem Rühren einfließen. Die Zulaufgeschwindigkeit der Lösungen wird so eingestellt, daß das Gemisch zu beginn der Fällung bei 200 ein PH von 6 bis 7 und bei Beendigung der Fällung nach etwa I Stunde ein PH von 5 bis 61 aufweist. O'abei steigt infolge der Reaktionswärme die Temperatur auf etwa 550. Der Inhalt des Kessels wird durch eine Filterpresse gegeben und der Niederschlag mit kaltem Wasser unter Kontrolle des abfließenden Waschwassers nur so lange gewaschen, daß noch eine merkliche Menge Natriumnitrat im Niederschlag verbleibt, was etwa nach t/2stiindigem Waschen der Fall ist. Sodann wird der Niederschlag in Bleche gestrichen und in Würfel zerlegt. Nach dem Trocknen bei 3000 hinterbleiben infolge des Gehaltes an geringen Mengen Nitrat harte Formkörper. Diese werden einige Stunden lang mit 50/oiger Salpetersäure, sodann mit Ammoniakwasser, anschließend mit Wasser und zuletzt nochmals mit Ainmoniakwasser behandelt. Wenn eine Probe nach dem Trocknen und dreistündigem Erhitzen auf 5000 bei zo0 ein pn von 5 bis 6 aufweist, wird die Hauptmenge des Katalysators unter Durchleiten von Gasen einige Stunden lang auf 500 bis 5500 erhitzt, anderenfalls muß die Behandlung der Hauptmenge je nach dem PH der Probe mit Säure oder mit Ammoniak fortgesetzt werden. Ein so erhaltener Katalysator vom PH = 5,8 ergibt bei der Herstellung von Äthylen aus Alkohol unter den bereits angegebenen Bedingungen Umsätze von 980/o. Example I By boiling 240 parts by weight of 50% sodium hydroxide solution with 160 parts by weight of commercial alumina hydrate powder containing about 64 0 / aluminum oxide while stirring and making up the solution with condensed water, a sodium aluminate solution becomes which contains about 200 g of aluminum oxide per liter. For the precipitation of the aluminum hydroxide is left in a stirred tank made of corrosion-resistant material, in which an antimony electrode immerses the aluminate solution cooled to 200 at the same time with a 40: to 450 / siegen Pour in nitric acid while stirring well. The feed rate of the solutions is adjusted so that the mixture has a pH of 6 at the beginning of the precipitation at 200 to 7 and when the precipitation is complete after about 1 hour has a pH of 5 to 61. As a result of the heat of reaction, the temperature rises to about 550. The contents the kettle is passed through a filter press and the precipitate with cold Water under the control of the draining wash water washed only so long that a noticeable amount of sodium nitrate still remains in the precipitate, which is about after t / 2 hours of washing is the case. The precipitate is then spread into metal sheets and cut into cubes. After drying at 3000 it remains due to the content hard moldings of small amounts of nitrate. These will be with you for a few hours 50% nitric acid, then with ammonia water, then with water and finally treated again with ammonia water. If a sample after drying and three hours Heating to 5000 at zo0 has a pn of 5 to 6, the main amount of catalyst is heated to 500 to 5500 for a few hours while passing gases through, otherwise the treatment of the main amount must be with acid or with ammonia, depending on the pH of the sample be continued. A catalyst obtained in this way with a pH of 5.8 results in the manufacture of ethylene from alcohol under the conditions already given, conversions of 980 / o.

Beispiel2 Aluminiumhydroxyd wird bei konstantem PH = 6, aber sonst wie im Beispiel I beschrieben gefällt. Nach beendeter Fällung wird das Gemisch unter Zugabe von 2o.0/oigem Ammoniakwasser auf ein PH von Z bis g gebracht. Der Inhalt des Kessels wird durch eine Filterpresse gegeben und der Niederschlag mit heißem Wasser gründlich, d. h. möglichst salzfrei, gewaschen und bei 100 bis 1200 getrocknet, wobei er in ein weißes weiches Pulver zerfällt, das etwa 68 bis 70 O/o Aluminiumoxyd enthält. kieses reaktionsfähige Aluminiumhydroxyd wird in einer iI(netmaschine unter Zusatz von etwa 0,07 bis O,I5 Mol Salpetersäure auf I Mol Aluminiumoxyd mit so viel Wasser versetzt, daß ein gut knetbarer und in der Strangpresse formbarer homogener Teig entsteht. Die nach gründlichem Kneten und Formen erhaltenen Stränge werden in kleine Zylinder zerschnitten und bei allmählich ansteigender Temperatur auf 300'0 erhitzt. Bei dieser Temperatur reicht der Gehalt der Masse an Natriumnitrat in Gegenwart der peptisierenden Säure nicht aus, um die Masse alkalisch zu machen. Example 2 Aluminum hydroxide becomes with constant PH = 6, but otherwise as described in Example I. When the precipitation is complete, the mixture is under Addition of 2o.0% ammonia water brought to a pH of Z to g. The content the kettle is passed through a filter press and the precipitate with hot Water thoroughly, d. H. as salt-free as possible, washed and dried at 100 to 1200, it disintegrates into a white, soft powder, containing about 68 to 70 per cent. aluminum oxide contains. Gravel reactive aluminum hydroxide is in an iI (net machine under Addition of about 0.07 to 0.15 moles of nitric acid to 1 mole of aluminum oxide with that much Water added, so that a homogeneous one that is easily kneadable and malleable in the extruder Dough is made. The strands obtained after thorough kneading and molding become cut into small cylinders and gradually increasing the temperature to 300 ° heated. At this temperature the content of the mass of sodium nitrate is sufficient in the presence the peptizing acid is not enough to make the mass alkaline.

Blie harten, wasserfesten, in der Hauptsache aus Aluminiumoxyd bestehenden Stücke werden erst mit 5°íoigem Ammoniakwasser und sodann mit heißem Wasser gründlich gewaschen und zum Schluß nochmals mit Ammoniak behandelt. Wenn eine Probe nach dreistündigem Erhitzen auf 5000 ein PH von 5 bis 6 aufweist, wird die Hauptmenge des Katalysators unter Durchleiten von Gasen einige Stunden auf 500 bis 5500 erhitzt. Andernfalls muß die Behandlung der Hauptmenge mit Säuren oder Ammoniak fortgesetzt werden. Ein so erhaltener Katalysator vom PH = 5,9 ergibt bei der Verarbeitung von Anilin mit einem großen Überschuß Dimethyläther bei 2200 unter gewöhnlichem Druck eine völlige Umwandlung des Anilins in Dlimethvlanilin.Remained hard, water-resistant, consisting mainly of aluminum oxide Pieces are first washed thoroughly with 5 ° ammonia water and then with hot water washed and finally treated again with ammonia. If a sample after three hours Heating to 5000 has a pH of 5 to 6, the bulk of the catalyst becomes heated for a few hours to 500 to 5500 while passing gases through. Otherwise the treatment of the major part with acids or ammonia must be continued. A A catalyst obtained in this way with a pH of 5.9 results in the processing of aniline with a large excess of dimethyl ether at 2200 under ordinary pressure a complete Conversion of the aniline into dimethvlaniline.

Beispiel 3 Natriumaluminatlösung und Chromnitrat enthaltende Salpetersäure werden unter den im Eeispiel I genannten Bedingungen zusammengegeben, so daß der aus einem feinverteilten Gemisch der Hydroxyde des Aluminiums und Chroms bestehende Niederschlag auf etwa 80 bis 98 Gewichtsteile A1(OH)3 etwa 20 bis 2 Gewichtsteile Cr(O H)3 enthält. Die Masse wird abfiltriert, gewaschen und bei 100 bis I20° getrocknet. Das sehr Es ist bekannt, daß aus nicht gealterten Aluminiumhydroxyden hergestellte Katalysatoren besonders wirksam sein können. Man hat auch schon festgestellt, daß die Wasserstoffionenkonzentration (PH), bei der man die Hydroxyde fällt, für die XVirksamkeit der Katalysatoren von Bedeutung ist. illsbesondere hat man die beim Fällen von Metallsalzlosungen mit alkalischen Lösungen erhaltenen Metallhydroxyde mit einer Lösung ausgewaschen, deren p, mit dem am Ende der Fällung vorhandenen im wesentlichen übereinstimmt. Es ist ferner bekannt. daß ein aus Aluminiumnitratlösung mit Ammoniak bei einem PH = 4 gefälltes und mit Ammoniummtratlösung vom PH = 4 ausgewaschenes und dann getrocknetes Aluminiumhydroxyd als Katalysator zur Bildung von Blausäure aus Ammoniak und Kohlenoxyd weniger brauchbar ist als ein beim PH = 6,5 gefälltes und mit Ammoniumnitratlösung vom gleichen pn gewaschenes und getrocknetes Aluminiumhydroxyd, während ein beim PH = IO Verfahren zur katalytischen Abspaltung von Wasserstoff oder dessen Verbindungen bis ri gefälltes und mit einer Lösung vom gleichen Pn gewaschenes Aluminiumhydroxyd für den genannten Zweck unbrauchbar ist. Aluminiumhydroxyd läßt sich durch Waschen nur sehr schwer völlig von Salzen befreien. Es enthält, je nachdem ob es beispielsweise aus dem Nitrat und Ammoniak oder Natronlauge oder aus Natriumaluminat und Salpetersäure hergestellt ist, noch größere oder kleinere Mengen Ammonium- oder Natriumnitrat eingeschlossen. Dies ist erst recht der F'all, wenn zum Waschen eine Ammoniumnitratlösung benutzt wird. .Beim Erhitzen des Aluminiumhydroxyds -spaltet sich dann das Ammonnitrat in Ammoniak und Salpetersäure. Ersteres verflüchtigt sich rasch, während die Salpetersäure hartnäckiger in Aluininiumhydroxyd bzw. -oxyd zurückgehalten wird und erst bei verhältnismäßig hohen Temperaturen restlos ausgetrieben werden kann. Dlas gleiche gilt für die Salzsäure im Falle der Anwesenheit von Ammonchlorid. Je nach dem Gehalt des gewaschenen Niederschlags an Ammonnitrat und der Dauer und Temperatur des Erhitzens reagiert das Endprodukt mehr oder minder sauer. Es kann ein PH unter a selbst dann aufweisen, wenn der Niederschlag beispielsweise bei PH = 7 und höher erzeugt worden ist. Der umgekehrte Fall kann eintreten, wenn bei der Fällung Natriumnitrat entstanden ist. Das Endprodukt reagiert alkalisch, weil beim Erhitzen auf verhältnismäßig hohe Temperaturen das Salz in flüchtige Salpetersäure und Natriumhydroxyd gespalten wird, das mit der Tonerde reagiert. Dabei findet meist eine Alterung des Hydroxyd oder Oxyds und eine Zerstörung der Feinstruktur durch Sintern statt. B'ei der bekannten Fällung eines katalytisch wirksamen Aluminiumhydroxyds beim pn = 4 bis 6,5 unter Auswaschen mit einer Lösung vom gleichen pn kann man also nicht erwarten, daß das pn des Katalysators nach dem Erhitzen sich nicht geändert hat. Der p-Wert kann in der Weise ermittelt werden, daß man die erhitzte fein zerteilte Masse mit heißem, reinem Wasser auszieht und den pK-Wert in dem wäßrigen Auszug bestimmt. Example 3 Nitric acid containing sodium aluminate solution and chromium nitrate are put together under the conditions mentioned in Ee Example I, so that the consisting of a finely divided mixture of the hydroxides of aluminum and chromium Precipitate to about 80 to 98 parts by weight of A1 (OH) 3, about 20 to 2 parts by weight Contains Cr (O H) 3. The mass is filtered off, washed and dried at 100 to 120 °. That very It is known that from non-aged aluminum hydroxides Manufactured catalysts can be particularly effective. It has already been established that the hydrogen ion concentration (PH) at which one falls the hydroxides for the effectiveness of the catalysts is important. illspecial one has the metal hydroxides obtained in the precipitation of metal salt solutions with alkaline solutions washed out with a solution whose p, with that present at the end of the precipitation essentially coincides. It is also known. that one made from aluminum nitrate solution precipitated with ammonia at a pH = 4 and washed out with ammonium nitrate solution at a pH = 4 and then dried aluminum hydroxide as a catalyst for the formation of hydrocyanic acid from ammonia and carbon dioxide is less useful than one precipitated at pH = 6.5 and aluminum hydroxide washed and dried with ammonium nitrate solution from the same pn, while a at PH = IO Process for the catalytic splitting off of hydrogen or its connections until ri fell and with a solution of the same Pn washed aluminum hydroxide is useless for the stated purpose. Aluminum hydroxide can only be completely freed from salts with great difficulty by washing. It contains, depending on whether it is, for example, from the nitrate and ammonia or caustic soda or is made from sodium aluminate and nitric acid, even larger or smaller Amounts of ammonium or sodium nitrate included. This is all the more the case if an ammonium nitrate solution is used for washing. .When heating the aluminum hydroxide -The ammonium nitrate then splits into ammonia and nitric acid. The former evaporates rapidly, while nitric acid becomes more tenacious in aluminum hydroxide or oxide is retained and only expelled completely at relatively high temperatures can be. The same applies to hydrochloric acid in the presence of ammonium chloride. Depending on the ammonium nitrate content of the washed precipitate and the duration and At the temperature of the heating, the end product reacts more or less acidic. It can have a PH below a even if the precipitate is, for example, at PH = 7 and higher. The opposite can occur if the Precipitation of sodium nitrate has arisen. The end product has an alkaline reaction, because during Heat the salt to relatively high temperatures in volatile nitric acid and breaking down sodium hydroxide, which reacts with the clay. Usually takes place an aging of the hydroxide or oxide and a destruction of the fine structure by Sintering instead. In the case of the known precipitation of a catalytically active aluminum hydroxide at pn = 4 to 6.5 by washing out with a solution of the same pn one can therefore do not expect the pn of the catalyst not to change after heating Has. The p-value can be determined by finely dividing the heated one Mass with hot, pure water extracts and the pK value in the aqueous extract certainly.

Es wurde nun gefunden, daß man die katalytische Abspaltung von Wasserstoff oder dessen Verbindungen mit Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel oder Halogen unter Anwendung poröser Oxyde oder basischer Salze solcher Metalle als Katalysatoren, die in mindestens dreiwertiger, insbesondere drei-und vierwertiger Form auftreten können, bei verhältnismäßig niedriger Temperatur unter Erzielung hoher Umsätze und Ausbeuten und einer besonders langen Lebensdauer der Katalysatoren vornehmen kann, wenn man solche Katalysatoren benutzt, die ganz oder größtenteils durch Erhitzen oder Fällen von nicht gealterten Hydroxyden hergestellt sind, und. die nach dem Erhitzen auf mindestens die in Frage kommende Arbeitstemperatur des Katalysators, vorzugsweise auf 450 bis 6500, ein pn zwischen 2 und 7, besser 4 und 7, vorzugsweise 5 und 6, aufweisen. It has now been found that the catalytic elimination of hydrogen or its compounds with oxygen, nitrogen, sulfur or halogen under Use of porous oxides or basic salts of such metals as catalysts, which occur in at least trivalent, in particular trivalent and tetravalent, form can, at a relatively low temperature to achieve high conversions and Yields and a particularly long life of the catalysts can make, if one uses such catalysts, wholly or largely by heating or cases of non-aged hydroxides are made, and. the after Heating to at least the relevant working temperature of the catalyst, preferably to 450 to 6500, a pn between 2 and 7, better 4 and 7, preferably 5 and 6.

Um diese Bedingung zu erfüllen, muß der Niederschlag entweder sehr lange gewaschen und dabei das PH erhitzter Proben nachgeprüft werden, oder es muß, was zweckmäßiger ist, durch eine Vortrocknung eine bessere Waschbarkeit bewirkt werden. In order to meet this condition, the precipitation must either be very high washed for a long time and the pH of heated samples checked, or it must, which is more useful, results in better washability through pre-drying will.

Man kann die Niederschläge auch weniger gründlich auswaschen, sodann auf die geeignete Temperatur erhitzen und anschließend, falls die Trockenprodukte zu sauer sind, diese mit wäßrigen Lösungen von Ammoniak, Ammoncarbonat und ähnlichen, vorzugsweise flüchtigen alkalischen Mitteln oder Harnstoff bzw. Äthylenoxyd oder, wenn sie zu alkalisch sind, mit vorzugsweise flüchtigen sauren Mitteln, z. B. wäßrigen Lösungen von Salz-, Salpeter- oder Ameisensäure, behandeln oder mit basischen Metallsalzen, z. B. basischen oder hochbasischen Aluminiumchloriden oder -nitraten oder Salzen des Ammoniums, da diese beim Erhitzen sich in Ammoniak und Säure spalten, welch letztere vom Katalysator stärker zurückgehalten wird als Ammoniak. Dabei findet eine topochemische Zersetzung statt. Ein Waschprozeß kann anschließend vorgenommen werden, und die Säurebehandlung kann, falls das Produkt zu sauer wird, durch eine anschließende Behandlung mit vorzugsweise flüchtigen Alkalien abgelöst werden. Die sauer oder alkalisch wirkenden Mittel können auch in Gas-oder Dampfform zur Einwirkung gelangen. An diese Behandlung schließt sich meist eine Aktivierung bei höherer Temperatur an, die, wie auch die Behandlung mit flüchtigen sauren oder alkalischen Mitteln, beispielsweise in dem zur katalytischen Reaktion benutzten Ofen vorgenommen werden kann.You can also wash out the precipitate less thoroughly, then Heat to the appropriate temperature and then, if the dry products are too acidic, these with aqueous solutions of ammonia, ammonium carbonate and similar, preferably volatile alkaline agents or urea or ethylene oxide or, if they are too alkaline, with preferably volatile acidic agents, e.g. B. aqueous Solutions of hydrochloric, nitric or formic acid, treat or with basic metal salts, z. B. basic or highly basic aluminum chlorides or nitrates or salts of ammonium, since these split into ammonia and acid when heated, which the latter is more strongly retained by the catalyst than ammonia. Thereby finds a topochemical decomposition takes place. A washing process can then be carried out and the acid treatment can, if the product becomes too acidic, by a subsequent treatment with preferably volatile alkalis are removed. the acidic or alkaline agents can also be used in gas or vapor form reach. This treatment is usually followed by activation at a higher temperature which, like treatment with volatile acidic or alkaline agents, for example, be carried out in the furnace used for the catalytic reaction can.

Aus nebenstehender Zusammenstellung ist ersichtlich, welche Umsätze bei der Dehydratisierung von Alkohol zu Äthylen bei 3200 unter Benutzung von Katalysatoren aus gealtertem und aus nicht gealtertem Aluminiumhydroxyd, die nach dem Erhitzen verschiedenes pH aufweisen, erzielt werden. The list on the right shows which sales in the dehydration of alcohol to ethylene at 3200 using catalysts of aged and non-aged aluminum hydroxide obtained after heating have different pH can be achieved.

Es wurde stündlich auf I Raumteil Katalysator I Raumteil flüssiger Alkohol angewandt.It became more liquid every hour at I space part catalyst I space part Alcohol applied.

Die aus gealtertem Aluminiumhydroxyd erhaltenen Katalysatoren ergeben also auch bei geeignetem PH nur mäßige Umsätze, andererseits können auch die aus nicht gealtertem Aluminiumhydroxyd erhaltenen Katalysatoren bei gewissen p, unbrauchbar sein; Katalysatoren mit besonders guten Eigenschaftenwerden erhalten, wenn beide obengenannten Bedingungen erfüllt sind. The catalysts obtained from aged aluminum hydroxide result So even with a suitable PH only moderate conversions, on the other hand, the Catalysts obtained from non-aged aluminum hydroxide at certain p, are unusable be; Catalysts with particularly good properties are obtained when both above conditions are met.

Nicht gealterte Hydroxyde sind wasserhaltige Formen der Oxyde, die mit Wasser ohne weiteres oder nach der Behandlung mit einem Peptisationsmittel, wie Salz- oder Salpetersäure, dessen Menge wesentlich unter der zur Überführung des gesamten Oxyds in das Chlorid oder Nitrat erforderlichen liegt, eine kolloide Lösung zu bilden vermögen. Sie lassen sich aus kolloiden Lösungen und aus Metallsalzen, vorzugsweise aus basischen, insbesondere hocirbasischen Salzen oder solche enthaltenden kolloiden Hydroxyden herstellen. Dabei ist zu beachten, daß bei der Herstellung des Hydroxyds in Gegenwart nichtfliichtiger Alkalien eine stark alkalische Reaktion unbedingt vermieden wird. Geeignete - Ausgangsstoffe sind beispielsweise basische reaktionsfähige Hydroxydgemisch wird unter Verwendung von wenig Salpeter- oder Chromsäure als Peptisationsmittel gründlich geknetet, mittels Strangpresse zu gleichzeitigen Hohlzylindern gepreßt und auf 300 bis 6000 erhitzt. Die Formkörper werden mit salpetersäurehaltigem Wasser von PH 3 bis 5 gewaschen und bei I250 getrocknet. Wird über den Katalysator, der ein p, von 3,75 aufweist, bei jooO Butan geleitet, so erhält man im Endgas 15 bis 250/0 Butylen. Unaged hydroxides are hydrous forms of oxides that with water without further ado or after treatment with a peptizer, such as hydrochloric or nitric acid, the amount of which is significantly below that for the transfer of the total oxide required in the chloride or nitrate lies, a colloidal one Ability to form a solution. They can be made from colloidal solutions and metal salts, preferably from basic, in particular hocir basic salts or containing salts produce colloidal hydroxides. It should be noted that during manufacture of the hydroxide in the presence of non-volatile alkalis causes a strongly alkaline reaction absolutely avoided. Suitable starting materials are, for example, basic responsive Hydroxide mixture is made using a little nitric or chromic acid as a peptizing agent thoroughly kneaded, pressed into hollow cylinders at the same time by means of an extruder and heated to 300 to 6000. The moldings are washed with water containing nitric acid washed from pH 3 to 5 and dried at I250. Will about the catalyst that a p, of 3.75, passed butane at 100O, so 15 to 15 are obtained in the end gas 250/0 butylene.

Beispiel 4 Ein durch Einleiten von Äthylenoxyd in eine Aluminiumchloridlösung und Abdestillieren des gebildeten Äthylendlorhydrins erhaltene Lösung von Al2(OH)5C1 wird unter Kühlen und Rühren mit 500/0 der zur Überführung des gesamten Aluminiums in Aluminiumphosphat erforderlichen Menge Phosphorsäure versetzt. Das erhaltene Sol erstarrt nach kurzem Stehen zu einer wasserlöslichen Gallerte von der Zusammensetzung A12('O H)2 Cl P 04. Example 4 One by introducing ethylene oxide into an aluminum chloride solution and distilling off the ethylenedlorohydrin formed solution of Al2 (OH) 5C1 is used while cooling and stirring at 500/0 to transfer all of the aluminum added amount of phosphoric acid required in aluminum phosphate. The received After standing for a short time, the sol solidifies to form a water-soluble jelly of the composition A12 ('O H) 2 Cl P 04.

Die Gallertstücke werden zerbrochen und mit so viel Ammoniakwasser gewaschen, wie zur Entfernung des Chlors in Form von Ammonchlorid erforderlich ist. Die aus Alæ(OH)3PO4 bestehende, nunmehr wasserunlösliche Masse wird bei I50 bis 2500 getrocknet und der poröse weitporige Träger sodann mit einer Lösung von Ammonbichromat getränkt und auf 5oo° erhitzt. Man erhält einen Katalysator vom p, = 6,og, der bei der Dehydrierung von Butan zu Butylen und von Isobutan zu Isobutylen etwa SolO/oige Ausbeute gibt.The jelly pieces are broken and with as much ammonia water washed as necessary to remove the chlorine in the form of ammonium chloride. The now water-insoluble mass consisting of Alæ (OH) 3PO4 becomes at 150 to 2500 dried and the porous wide-pored carrier then with a solution of ammonium dichromate soaked and heated to 5oo °. A catalyst of p, = 6, og, which is obtained at the dehydrogenation of butane to butylene and of isobutane to isobutylene about 100% Yield there.

PATENTANSPR0CHE I. Verfahren zur katalytischen Abspaltung von Wasserstoff oder dessen Verbindungen mit Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel oder Halogen unter Benutzung poröser Oxyde oder basischer Salze solcher Metalle als Katalysatoren, die in mindestens dreiwertiger, insbesondere drei- und vierwertiger Form auftreten können, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatoren ganz oder größtenteils durch Erhitzen oder Fällen von nicht gealterten Hydroxyden hergestellt sind und nach dem Erhitzen auf mindestens die in Frage kommende Arbeitstemperatur des Katalysators, vorzugsweise auf X50 bis 6;ohr, ein p, zwischen 2 und 7, besser ß und 7, vorzugsweise 5 und 6, aufweisen. PATENT CLAIM I. Process for the catalytic splitting off of hydrogen or its compounds with oxygen, nitrogen, sulfur or halogen under Use of porous oxides or basic salts of such metals as catalysts, which occur in at least trivalent, in particular trivalent and tetravalent, form can, characterized in that the catalysts wholly or largely through Heating or precipitation of non-aged hydroxides are made and after that Heating to at least the relevant working temperature of the catalyst, preferably on X50 to 6; ohr, ap, between 2 and 7, better ß and 7, preferably 5 and 6.

Claims (1)

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht gealterten Hydroxyde aus basischen, vorzugsweise hochbasischen Salzen oder solche enthaltenden kolloiden Hydroxyden hergestellt sind. 2. The method according to claim I, characterized in that the not aged hydroxides from basic, preferably highly basic salts or such containing colloidal hydroxides are prepared. 3. Verfahren nach Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatoren in der Weise hergestellt sind, daß die Hydroxyde, insbesondere das Aluminiumhydroxyd, durch gleichzeitiges Zusammenfließenlassen der zur Fällung dienenden Komponenten gefällt werden, der Niederschlag von der Hauptmenge der entstandenen Salze durch Waschen befreit und sodann auf solche Temperaturen erhitzt wird, daß die Körner durch eine Berührung mit Waschen flüssigkeit nicht zerstört werden, worauf die Körner je nach der Art der Verunreinigungen des Katalysators mit sauren oder alkalischen Stoffen ausgewaschen werden, so daß der Katalysator nach dem Erhitzen auf 450 bis 6500 ein Pn aufweist, das zwischen 2 und 7, besser 4 und 7, vorzugsweise 5 und 6, liegt. 3. Process according to Claims I and 2, characterized in that the catalysts are prepared in such a way that the hydroxides, in particular the aluminum hydroxide, by simultaneous confluence of the for precipitation Serving components are precipitated, the precipitation from the majority of the resulting The salts are freed by washing and then heated to such temperatures that the grains are not destroyed by contact with washing liquid, whereupon the grains depending on the nature of the impurities of the catalyst with acidic or alkaline substances are washed out, so that the catalyst after heating to 450 to 6500 has a Pn which is between 2 and 7, more preferably 4 and 7, preferably 5 and 6, lies. 4. Verfahren nach den Anspriichen 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß man Aluminiumhydroxyd bzw. -oxyd, vorzugsweise in Pulverform, mit einem Unterschuß von Säure oder Säuren bzw. sauer reagierenden Salzen in Gegenwart von so viel Wasser versetzt, daß eine Paste entsteht, die nach Formen, Trocknen und Erhitzen ein PH zwischen 2 und 7 aufweist. 4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that that one aluminum hydroxide or oxide, preferably in powder form, with a deficit of acid or acids or acidic salts in the presence of so much water added that a paste is formed, which after molding, drying and heating a PH between 2 and 7.
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