DE919289C - Process for the catalytic hydrogenation of carbons using iron catalysts precipitated from sulfuric acid solutions - Google Patents

Process for the catalytic hydrogenation of carbons using iron catalysts precipitated from sulfuric acid solutions

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DE919289C DER5761A DER0005761A DE919289C DE 919289 C DE919289 C DE 919289C DE R5761 A DER5761 A DE R5761A DE R0005761 A DER0005761 A DE R0005761A DE 919289 C DE919289 C DE 919289C
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Description

(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)

AUSGEGEBEN AM 18. OKTOBER 1954ISSUED OCTOBER 18, 1954

R 5761 IVd 112 οR 5761 IVd 112 ο

Bei der Hydrierung von Kohlenoxyd an Eisenkatalysatoren ist bekannt, daß man unter Anwendung von Normaldruck, vor allem aber von erhöhtem Druck, und von Katalysatoren der verschiedensten Zusammensetzung einerseits mehr oder weniger große Mengen sauerstoffhaltiger Verbindungen, vor allem Alkohole, andererseits auch fast ausschließlich Kohlenwasserstoffe erhalten kann. Hierzu wurden bisher Schmelzkatalysatoren, Sinterkatalysatoren und Fällungskatalysatoren verwandt. In the hydrogenation of carbon monoxide over iron catalysts, it is known that using from normal pressure, but above all from increased pressure, and from a wide variety of catalysts Composition on the one hand, more or less large amounts of oxygen-containing compounds, mainly alcohols, but also almost exclusively hydrocarbons can. To date, melt catalysts, sintered catalysts and precipitation catalysts have been used for this purpose.

Bei der Herstellung der Fällungskatalysatoren werden im allgemeinen das Eisen und die gegebenenfalls zuzusetzenden Aktivatoren in Form ihrer Nitratlösungen eingebracht. Die Nitrate sind leicht löslich, ergeben bei der Fällung mit Alkaliverbindungen, ζ. B. Soda oder Pottasche, gut filtrierbare Niederschläge und nach der Reduktion sehr aktive Katalysatoren. Unter anderem ist die Anwendung der Nitrate auch deshalb vorteilhaft, weil bei der Fällung das in der gefällten Katalysatormasse verbleibende Restalkali keine störenden Beimengungen enthält und sich durch sorgfältige Waschung mit H2O gut entfernen läßt.In the preparation of the precipitation catalysts, the iron and any activators to be added are generally introduced in the form of their nitrate solutions. The nitrates are easily soluble, result from precipitation with alkali compounds, ζ. B. soda or potash, easily filterable precipitates and very active catalysts after the reduction. Among other things, the use of nitrates is also advantageous because the residual alkali remaining in the precipitated catalyst mass does not contain any troublesome admixtures during the precipitation and can be easily removed by careful washing with H 2 O.

Nachteilig für die erwähnten Fällungskatalysatoren sind die hohen Kosten der zur Fällung angewandten Nitratlösungen. Es ist stets notwendig, die entsprechenden Metalle in überschüssiger Salpetersäure zu lösen, wodurch derartige Katalysatoren mit den hohen Kosten für die verwendete Salpetersäure belastet sind. Außerdem entstehen im Löseprozeß selbst nicht unerhebliche VerlusteThe disadvantage of the precipitation catalysts mentioned are the high costs of those used for precipitation Nitrate solutions. It is always necessary to put the appropriate metals in excess nitric acid to solve, eliminating such catalysts with the high cost of the used Are contaminated with nitric acid. In addition, considerable losses arise in the dissolving process itself

an Salpetersäure. Zwar ist schon daran gedacht worden, die nach der Fällung ablaufende Mutterlauge einzudampfen und das wertvolle Alkalinitrat wiederzugewinnen. Dieses Verfahren ist jedoch nicht billig.of nitric acid. Thought has already been given to the mother liquor running off after the precipitation evaporate and recover the valuable alkali nitrate. However, this procedure is not cheap.

Es wurde gefunden, daß die katalytische Kohlenoxydhydrierung unter Verwendung von aus schwefelsauren Lösungen gefällten Eisenkatalysatoren günstig durchführbar ist, wenn Katalysatoren verwendet werden, die aus Ferro - SuIf at-Lösungen ohne Zusatz von Ferriverbindungen oder Oxydationsvermittlern zur Fällungslösung gefällt wurden, bei deren Fällung etwa io bis 50%, vorwiegend etwa 25 bis 35 %, des vorhandenen Eisens in die dreiwertige Form übergeführt worden sind, während die Auswaschung des erhaltenen Niederschlages unter Verwendung von ionenaustauschenden Lösungen, vorzugsweise von leichtlöslichen Ammoniakverbindungen, erfolgt ist und während ao der Auswaschung, Vortrocknung und Trocknung eine Weiteroxydation des restlichen zweiwertigen Eisens zu dreiwertigem Eisen unter reichlicher Luftzufuhr derart durchgeführt worden ist, daß zum Schluß über 70%, vorzugsweise über 8o°/o, des Gesamteisens als dreiwertiges Eisen vorgelegen haben. Eisensulfat fällt bei zahlreichen chemischen Prozessen, z. B. bei Beizverfahren, bei der Titanweißherstellung usw., als billiges Abfallprodukt an. Die in diesem Sulfat enthaltenen Verunreinigungen sind belanglos und stören nicht.It has been found that the catalytic carbohydrate hydrogenation using from sulfuric acid solutions precipitated iron catalysts can be carried out favorably if catalysts are used that are made from Ferro - SuIf at solutions without the addition of ferric compounds or Oxidation mediators for the precipitation solution were precipitated, with the precipitation of about 10 to 50%, predominantly about 25 to 35% of the iron present has been converted into the trivalent form, while washing out the resulting precipitate using ion-exchanging agents Solutions, preferably of readily soluble ammonia compounds, has taken place and during ao the leaching, pre-drying and drying a further oxidation of the remaining divalent Iron to trivalent iron has been carried out with an ample supply of air in such a way that in the end over 70%, preferably over 80%, of the total iron was present as trivalent iron to have. Iron sulfate falls in numerous chemical processes, e.g. B. in pickling processes, in the production of titanium white etc., as a cheap waste product. The impurities contained in this sulfate are irrelevant and do not disturb.

Bei der Herstellung von Katalysatoren unter Verwendung von Eisensulfat muß darauf geachtet werden, daß in dem fertigen Katalysator praktisch kein Schwefel in Form von Sulfat mehr vorhanden ist, da bei der Reduktion Sulfid entsteht und der sich bildende Schwefelwasserstoff unmittelbar den Katalysator vergiften würde.Care must be taken when producing catalysts using iron sulfate that practically no more sulfur in the form of sulfate is present in the finished catalyst is, since the reduction produces sulphide and the hydrogen sulphide which is formed immediately the Would poison the catalyst.

Das Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren unter Anwendung von Eisensulfat erfordert es, daß zumindest ein Teil des zweiwertigen in das dreiwertige Eisen übergeführt wird. Zu diesem Zweck wird das Eisensulfat in heißem Wasser gelöst, wobei die Konzentration-des.Fe11 zwischen 5 und 100, vorteilhaft zwischen 20 und 60 g Fe pro Liter betragen soll. Nun wird gegebenenfalls unter Zusatz von Aktivataren, wie z. B. Kupfer, Silber oder Calcium, erhitzt. Die Alkalilösung, mit der gefällt werden soll, beispielsweise Sodalösung, wird ebenfalls erwärmt. Unmittelbar vor Beginn der Fällung wird nun ein sauerstoffhaltiges Gas, ζ. Β ein starker Luftstrom, durch die heiße Sodalösung geblasen. Diese Maßnahme verfolgt den Zweck, das sich bei der Fällung bildende Ferrohydroxyd wenigstens teilweise in Ferrihydroxyd zu überführen. Der Luftstrom, der gegebenenfalls durch einen Vorwärmer auf Temperaturen zwischen 80 und ioo° erwärmt wurde, ist so zu bemessen, daß pro Kilogramm Eisen eine Menge von etwa 10 bis 50, zweckmäßig 20 bis 30 cbm/Std durch die Lösung geblasen wird. Unmittelbar anschließend wird die Fällung in bekannter Weise durch Zugeben der erhitzten Sulfatlösung zu der heißen Alkalilösung durchgeführt und während etwa 2 bis 6 Minuten beendet. Während dieser ganzen Zeit wird der Luftstrom mit der angegebenen Geschwindigkeit durchgeblasen. Erfahrungsgemäß werden bei dieser Arbeitsweise in der gefällten Kontaktmasse etwa 25 bis 30% des Eisens in Form von dreiwertigem Eisen erhalten. Die Temperaturen während der Fällung betragen etwa 50 bis ioo°, vorzugsweise 60 bis 95°, wobei die Temperaturen der alkalischen bzw. der Eisenlösung nicht unbedingt dieselben sein müssen.The process for the preparation of catalysts using iron sulfate requires that at least a part of the divalent iron is converted into the trivalent iron. For this purpose, the iron sulfate is dissolved in hot water, the concentration of des.Fe 11 being between 5 and 100, advantageously between 20 and 60 g Fe per liter. Now, if necessary, with the addition of activators, such as. B. copper, silver or calcium heated. The alkali solution to be used for precipitation, for example soda solution, is also heated. Immediately before the start of the precipitation, an oxygen-containing gas, ζ. Β a strong stream of air, blown through the hot soda solution. The purpose of this measure is to convert the ferrous hydroxide formed during the precipitation at least partially into ferric hydroxide. The air flow, which may have been heated to temperatures between 80 and 100 ° by a preheater, is dimensioned so that an amount of about 10 to 50, expediently 20 to 30 cbm / hour is blown through the solution per kilogram of iron. Immediately thereafter, the precipitation is carried out in a known manner by adding the heated sulfate solution to the hot alkali solution and terminated for about 2 to 6 minutes. During this time, the air flow is blown through at the specified speed. Experience has shown that about 25 to 30% of the iron in the precipitated contact mass is obtained in the form of trivalent iron with this method of operation. The temperatures during the precipitation are about 50 to 100 °, preferably 60 to 95 °, the temperatures of the alkaline or iron solution not necessarily having to be the same.

Für die Herstellung eines guten und hoch aktiven Katalysators unter Verwendung von Ferrosulfat ist gleichzeitig die möglichst quantitative Entfernung des am Eisenhydroxyd adsorptiv gebundenen Alkali, das jetzt in Form von Sulfat vorliegt, von ausschlaggebender Bedeutung. Hierzu genügt es nicht, wie beispielsweise bei Anwendung von Eisennitratlösungen, die gefällte Kontaktmasse lediglich mit heißem Kondensat nachzuwaschen. Es ist unbedingt erforderlich, ionenaustauschende Lösungen mit in das zur Auswaschung verwendete Kondensat zu geben, um durch Ionenaustausch eine erheblich leichtere Entfernung der Sulfationen zu erreichen. Als ionenaustauschende Lösungen haben sich beispielsweise Ammoniakverbindungen vom Typ des Ammoniumnitrats, -carbonats und -acetats besonders bewährt, jedoch sind auch zahlreiche andere leicht lösliche Ammoniakverbindungen zu diesem Zweck verwendbar, auch NH3 ist je nach Art des Katalysators geeignet.For the production of a good and highly active catalyst using ferrous sulfate, the removal of the alkali adsorptively bound to the iron hydroxide, which is now in the form of sulfate, is of decisive importance. For this purpose, it is not sufficient, for example when using iron nitrate solutions, to simply rewash the precipitated contact mass with hot condensate. It is absolutely necessary to add ion-exchanging solutions to the condensate used for washing out in order to achieve a considerably easier removal of the sulfate ions through ion exchange. Ammonia compounds of the ammonium nitrate, carbonate and acetate type have proven particularly suitable as ion-exchanging solutions, but numerous other readily soluble ammonia compounds can also be used for this purpose; NH 3 is also suitable, depending on the type of catalyst.

Es ist vorteilhaft, zu Beginn der Auswaschung die Konzentration der ionenaustauschenden Lösungen im Kondensat nicht zu hoch zu wählen, da im ersten Stadium der Waschung noch ein großer Teil des adsorptiv gebundenen Alkalisulfats durch Auswaschung mit Kondensat allein entfernt werden kann. Erst im letzten Stadium der Auswaschung ist es notwendig, die Menge an beispielsweise Ammoniumcarbonat oder -nitrat zu steigern. Die Konzentration an ionenaustauschenden Lösungen im Waschwasser kann zwischen 0,2 und 20 °/o schwanken, vorzugsweise wird mit Waschwassern ausgewaschen, die Mengen an Austauschern von etwa 0,2 bis 2% enthalten.It is advantageous to adjust the concentration of the ion-exchanging solutions at the beginning of the washout In the condensate it should not be selected too high, as a large part is still present in the first stage of washing the adsorptively bound alkali sulfate can be removed by washing out with condensate alone can. Only in the last stage of the washout is it necessary to measure the amount of, for example To increase ammonium carbonate or nitrate. The concentration of ion exchange solutions in the wash water can vary between 0.2 and 20%, preferably with wash water washed out, which contain amounts of exchangers of about 0.2 to 2%.

Schwefelgehalte im Katalysator von nicht mehr als 0,1, vor allem unter 0,05%, haben sich als nicht störend erwiesen.Sulfur contents in the catalyst of not more than 0.1, especially below 0.05%, have not been found to be proved to be disturbing.

Die weiteren Maßnahmen bei der Herstellung des Katalysators unter Verwendung von Eisensulfat sind praktisch die gleichen, wie sie dem Stand der Technik unter Anwendung von Eisennitratlösung entsprechen. Die gut ausgewaschene Katalysatormasse wird entsprechend dem vorgesehenen Zweck imprägniert, gegebenenfalls verformt und bei Temperaturen um 100 bis jio° getrocknet, so daß der Wassergehalt des Fertigkatalysators etwa 3 bis 5 % beträgt.The further measures in the preparation of the catalyst using iron sulfate are practically the same as in the prior art using iron nitrate solution correspond. The well-washed catalyst mass is according to the intended Purpose impregnated, possibly shaped and dried at temperatures around 100 to 100 °, so that the water content of the finished catalyst is about 3 to 5%.

Wesentlich ist es jedoch, daß alle diese Maßnahmen unter reichlichem Zutritt von oxydierenden Medien, vor allem von Luft durchgeführt werden, so daß also das Trockenblasen der gewaschenen Kontaktmasse in der Filterpresse unter Anwendung von viel Luft bei erhöhter TemperaturIt is essential, however, that all these measures are carried out with a large amount of oxidizing agents Media, especially air, are carried out, so that the blown dry the washed Contact mass in the filter press using a lot of air at an elevated temperature

vorgenommen wird sowie daß die Endtrocknung im Trockner ebenfalls unter reichlichem Zutritt von Luft erfolgt, so daß am Schluß über 70 °/o, vorwiegend über 80% des Gesamteisens als Fe111 vorliegen. Bei Fällungen in kleinem Maße, beispielsweise auf der Nutsche, wird eine gute Oxydation dann erreicht, wenn das Aufschlämmen und Auswaschen der gefällten Kontaktmasse in dünnen Schichten vorgenommen wird.is carried out and that the final drying in the dryer also takes place with ample admission of air, so that at the end over 70%, predominantly over 80% of the total iron is present as Fe III. In the case of small amounts of precipitation, for example on the suction filter, good oxidation is achieved if the slurrying and washing out of the precipitated contact material is carried out in thin layers.

Das Fertigkorn wird durch Absieben von Staub und Splitterkorn befreit und kann anschließend unter Verwendung von Wasserstoff, Kohlenoxyd, Stickstoff oder Gemischen dieser Gase reduziert werden. Die Temperaturen liegen hierbei im Bereich von 150 bis 3500, zweckmäßig von 220 bis 3200. Eine hohe Strömungsgeschwindigkeit bei der Reduktion von über 50 cm, vorteilhaft über 1 m, ist im allgemeinen günstig. Die Schichthöhe während der Reduktion kann unterhalb von 30 cm, zweckmäßig 30 und 100 cm, oder auch noch wesentlich höher liegen. Gegebenenfalls kann die Reduktion sogar im Syntheseofen selbst erfolgen. Die erfindungsgemäßen Katalysatoren können auch gewisse Mengen an Trägersubstanz, z. B. Kieselgur, Al2O3, Tonsil (Handelsname), aktivierte Bleicherden usw., enthalten. Es hat sich für die Durchführung der Synthese ergeben, daß erfindungsgemäß hergestellte Katalysatoren, die vorwiegend zur Bildung sauerstoffhaltiger Verbindungen, vor allem von Alkoholen, führen, mindestens 50%, vorzugsweise mehr als 6o°/o, ihres Eisengehaltes in Form von metallischem Eisen aufweisen sollen.Dust and chips are removed from the finished grain by sieving and can then be reduced using hydrogen, carbon dioxide, nitrogen or mixtures of these gases. The temperatures here are in the range from 150 to 350 0 , expediently from 220 to 320 0 . A high flow velocity in the reduction of more than 50 cm, advantageously more than 1 m, is generally favorable. The layer height during the reduction can be below 30 cm, expediently 30 and 100 cm, or even significantly higher. If necessary, the reduction can even take place in the synthesis furnace itself. The catalysts according to the invention can also contain certain amounts of carrier substance, e.g. B. kieselguhr, Al 2 O 3 , Tonsil (trade name), activated bleaching earth, etc. contain. For carrying out the synthesis it has been found that catalysts prepared according to the invention, which predominantly lead to the formation of oxygen-containing compounds, especially alcohols, should have at least 50%, preferably more than 60%, of their iron content in the form of metallic iron .

Andererseits läßt sich ein höherer Gehalt an Kohlenwasserstoffen in den Syntheseprodukten erreichen, wenn unter Anwendung erfindungsgemäß hergestellter, entsprechend zusammengesetzter Katalysatoren ein Gehalt von weniger als 50%, vorzugsweise weniger als 30%, an freiem Eisen im reduzierten Katalysator eingehalten wird.On the other hand, a higher content of hydrocarbons can be achieved in the synthesis products, when using according to the invention produced, appropriately composed Catalysts have a content of less than 50%, preferably less than 30%, of free iron in the reduced catalyst is observed.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Katalysatoren kann die Synthese sowohl ein- als auch mehrstufig und sowohl in geradem Durchgang als auch im Kreislauf betrieben werden. Bei mehrstufiger Arbeitsweise ist eine teilweise Herausnähme der gebildeten Kohlensäure zwischen den einzelnen Stufen vorteilhaft. Die Synthesedrucke sollen 1 bis über 100 ata, zweckmäßig 20 bis 40 atü, betragen. Die Synthesetemperaturen liegen zwischen etwa 150 und 3000. Die Gasbelastung kann in weiten Grenzen von etwa 10 Volumen'Gas pro Volumen Katalysator und Stunde bis über 500 Volumen Gas pro Volumen Katalysator und Stunde variiert werden. Die Gaszusammensetzung kann zwischen 0,5 bis 2 H, und höher, bezogen auf 1 CO, wechseln. Die Kontaktschichthöhen können 5 m, aber auch mehr, bis zu etwa 12 m betragen.When using the catalysts according to the invention, the synthesis can be carried out either in one stage or in multiple stages and either in a straight pass or in a cycle. When working in several stages, it is advantageous to partially remove the carbon dioxide formed between the individual stages. The synthesis pressures should be 1 to over 100 atmospheres, expediently 20 to 40 atmospheres. The synthesis temperatures are between about 150 and 300 0 . The gas loading can be varied within wide limits from about 10 volumes of gas per volume of catalyst and hour to over 500 volumes of gas per volume of catalyst and hour. The gas composition can vary between 0.5 to 2 H, and higher, based on 1 CO. The contact layer heights can be 5 m, but also more, up to about 12 m.

Beispiel 1example 1

Eine Lösung, bestehend aus Eisensulfat und Kupfersulfat, welche auf 100 Teile Eisen 5 Teile Kupfer enthält und deren Konzentration 40 Teile Eisen in 1000 Teilen Wasser betrug, \vurde zum Sieden gebracht und durch Eingießen in Sodalösung von 8o° (Konzentration 90 g Na2CO3 je Liter) heiß gefällt. Während der Fällung wurde ein Luftstrom durchgeblasen. Die Luftmenge betrug 600 1 pro 25 g Eisen, die Blasezeit 3,5 Minuten. Unmittelbar anschließend wurde durch scharfes Absaugen von der Mutterlauge befreit und zunächst zweimal mit einer der zwölffachen Menge des vorhandenen Eisens entsprechenden siedenden Kondensatmenge ausgewaschen. Schließlich wurde die Kontaktmasse noch dreimal durch Aufschlämmen in einer Ammoniumcarbonatlösung ausgewaschen, welche in 1500 ecm 5 bis 10 g Ammoniumcarbonat gelöst enthielt. Pro 25 g Eisen wurden dreimal 1500 ecm Waschlösung angewandt. Nach der letzten Auswaschung betrug der Schwefelgehalt im Fertigkatalysator nur noch 0,02%. Vom gesamten Fe waren nunmehr 28% als Fe111, der Rest als Fe11 vorhanden. Danach wurde die Kontaktmasse in einer Kaliumcarbonatlösung derart imprägniert, daß auf 100 Teile Eisen 8 Teile Alkali, gerechnet als K2O, entfielen.A solution consisting of iron sulphate and copper sulphate, which contains 5 parts copper per 100 parts iron and whose concentration was 40 parts iron in 1000 parts water, was brought to the boil and poured into soda solution at 80 ° (concentration 90 g Na 2 CO 3 per liter). A stream of air was blown through during the precipitation. The amount of air was 600 liters per 25 g of iron, and the blowing time was 3.5 minutes. Immediately thereafter, the mother liquor was freed by sharp suction and initially washed twice with a boiling amount of condensate corresponding to twelve times the amount of iron present. Finally, the contact mass was washed out three times by slurrying in an ammonium carbonate solution which contained 5 to 10 g of ammonium carbonate dissolved in 1500 ecm. 1500 ecm washing solution was used three times per 25 g of iron. After the last washout, the sulfur content in the finished catalyst was only 0.02%. Of the total Fe, 28% was now present as Fe 111 , the remainder as Fe 11 . The contact mass was then impregnated in a potassium carbonate solution in such a way that 8 parts of alkali, calculated as K 2 O, accounted for 100 parts of iron.

Der bei iio° 24 Stunden unter Luftumwälzung getrocknete und auf eine Korngröße von 2 bis 4 mm zerkleinerte Katalysator besaß nun einen Gehalt von 88 % an FeII!. Er wurde anschließend bei 3000 während 1 Stunde mit einem Gemisch, bestehend aus 75% Wasserstoff und 25% Stickstoff, unter Anwendung einer linearen Gasgeschwindigkeit von 1,4 m (kalt gemessen) reduziert. Der Katalysator besaß hiernach einen Reduktionswert von 68% freiem Eisen.The catalyst, dried for 24 hours with air circulation and comminuted to a particle size of 2 to 4 mm, now had an Fe II content of 88%! . It was then reduced at 300 ° for 1 hour with a mixture consisting of 75% hydrogen and 25% nitrogen, using a linear gas velocity of 1.4 m (measured cold). According to this, the catalyst had a reduction value of 68% free iron.

Wurde dieser Katalysator bei einem Synthesedruck von 30 atü und einer Gasbelastung von 100 Volumina Gas pro Volumen Katalysator und Stunde mit Wassergas zur Synthese eingesetzt, so wurde bei 205 ° ein Umsatz von 60% CO + H2 erhalten. Die Methanbildung dieses Katalysators lag etwa zwischen 4, 5 und 6. Die Ausbeute an sauerstoffhaltigen Verbindungen betrug 50%, bezogen auf das Gesamtflüssigprodukt.If this catalyst was used for the synthesis at a synthesis pressure of 30 atm and a gas loading of 100 volumes of gas per volume of catalyst and hour with water gas, a conversion of 60% CO + H 2 was obtained at 205 °. The methane formation of this catalyst was approximately between 4.5 and 6. The yield of oxygen-containing compounds was 50%, based on the total liquid product.

Beispiel 2Example 2

Eine Lösung, bestehend aus Eisensulfat und Kupfersulfat, welche auf 100 Teile Eisen 2 Teile Kupfer enthielt, und deren Konzentration 45 Teile Eisen in 1000 Teilen Wasser betrug, wurde auf 900 erhitzt und durch Eingießen in Sodalösung von 750 no (Konzentration 68 g Na2 C O3 im Liter) bei einem pH-Wert von 7,2 heiß gefällt. Während der Fällung wurde ein Luftstrom durch die Fällapparatur geblasen. Die Luftmenge betrug 650 1 pro 25 g Eisen, die Blasezeit 4,5 Minuten. Danach wurde Calciumcarbonat unter lebhaftem Rühren in einer Menge, gerechnet als CaO, von 10%, bezogen auf das vorhandene Eisen, zugegeben. Unmittelbar anschließend wurde durch scharfes Absaugen von der Mutterlauge befreit und zunächst mit einer der I2fachen Menge des vorhandenen Eisens entsprechenden siedenden Kondensatmenge ausgewaschen. Schließlich wurde die Kontaktmasse noch zweimal durch Aufschlämmen in einer Ammoniumcarbonatlösung ausgewaschen, welche in 1500 ecm zunächst 4 und dann 10 g Ammoniumcarbonat gelöst enthielt. DerA solution consisting of iron sulfate and copper sulfate containing 2 parts of copper per 100 parts of iron, and their concentration was 45 parts of iron in 1000 parts of water, was heated to 90 0 and by pouring into sodium carbonate solution of 75 0 no (concentration 68 g Na 2 CO 3 per liter) at a pH value of 7.2 hot like. A stream of air was blown through the precipitation apparatus during the precipitation. The amount of air was 650 liters per 25 g of iron and the blowing time was 4.5 minutes. Calcium carbonate was then added with vigorous stirring in an amount, calculated as CaO, of 10%, based on the iron present. Immediately thereafter, the mother liquor was freed by sharp suction and initially washed out with a boiling amount of condensate corresponding to 12 times the amount of iron present. Finally, the contact mass was washed out twice by slurrying in an ammonium carbonate solution which initially contained 4 and then 10 g of ammonium carbonate dissolved in 1500 ecm. Of the

Schwefelgehalt nach der letzten Auswaschung betrug 0,05%. Vom gesamten Eisen waren jetzt 28,5 % als Fe111, der Rest noch als Fe11 vorhanden. Der Katalysator wurde danach mit einer KaIi-Wasserglaslösung derart imprägniert, daß auf 100 Teile Eisen 3 Teile K2O sowie 7,6SiO2 entfielen. The sulfur content after the last washout was 0.05%. Of the total iron, 28.5% was now present as Fe 111 , the remainder still as Fe 11 . The catalyst was then impregnated with a clay / waterglass solution in such a way that 3 parts of K 2 O and 7.6SiO 2 accounted for 100 parts of iron.

Der bei 1050 während 24 Stunden unter Luftumwälzung getrocknete und auf eine Korngröße von i,5 bis 3 mm zerkleinerte Katalysator besaß einen Gehalt an Fe111 von 91% und wurde anschließend bei 305° während 90 Minuten mit einem Gemisch, bestehend aus 75% H2 und 25% N2, unter Anwendung einer linearen Gasgeschwindigkeit von 1,4 m (kalt gerechnet) reduziert. Der Reduktionswert belief sich auf 35%. Wurde dieser Katalysator bei einem Synthesedruck von 10 atü sowie einer Gasbelastung von 100 Volumina Gas pro Volumen Katalysator und Stunde mit Wassergas (CO : H2 = 1 :1,2) zur Synthese eingesetzt, so wurde bei 215 ° ein CO + H2-Umsatz von 66% erreicht. Das anfallende Flüssigprodukt enthielt 40% an Kohlenwasserstoffen oberhalb 3200 siedend. Sauerstoffhaltige Verbindungen waren nur in geringem Umfang vorhanden.The at 105 0-dried for 24 hours under air circulation, and to a grain size of i, from 5 to 3 mm crushed catalyst had a content of Fe 111 of 91% and was then at 305 ° for 90 minutes with a mixture consisting of 75% H 2 and 25% N 2 , using a linear gas velocity of 1.4 m (calculated cold). The reduction value was 35%. If this catalyst was used for the synthesis at a synthesis pressure of 10 atm and a gas loading of 100 volumes of gas per volume of catalyst and hour with water gas (CO: H 2 = 1: 1.2), a CO + H 2 - was obtained at 215 ° 66% conversion achieved. The resulting liquid product contained 40% of hydrocarbons boiling above 320 0. Oxygen-containing compounds were only present to a small extent.

Claims (7)

Patentansprüche:Patent claims: i. Verfahren zur katalytischen Kohlenoxydhydrierung unter Verwendung von aus schwef elsauren Lösungen gefällten Eisenkatalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß Katalysatoren verwendet werden, die aus Ferro-Sulfat-Lösungen ohne Zusatz von Fernverbindungen oder Oxydationsvermittlern zur Fällungslösung gefällt wurden, bei deren Fällung etwa 10 bis 50, vorwiegend etwa 25 bis 35 %, des vorhandenen Eisens in die dreiwertige Form übergeführt worden sind, während die Auswaschung des erhaltenen Niederschlages unter Verwendung von ionenaustauschenden Lösungen, vorzugsweise von leichtlöslichen Ammoniakverbindungen, erfolgt ist und während der Auswaschung, Vortrocknung und Trocknung eine Weiteroxydation des restlichen zweiwertigen Eisens zu dreiwertigem Eisen unter reichlicher Luftzufuhr derart durchgeführt worden ist, daß zum Schluß über 70%, vorzugsweise über 80 %, des Gesamteisens als dreiwertiges Eisen vorgelegen haben.i. Process for the catalytic hydrogenation of carbohydrates using iron catalysts precipitated from sulfuric acid solutions, characterized in that catalysts are used which are made from ferrous sulfate solutions precipitated without the addition of remote compounds or oxidation mediators to the precipitation solution were, with their precipitation about 10 to 50, predominantly about 25 to 35% of the iron present has been converted into the trivalent form during the leaching of the obtained iron Precipitation using ion exchange solutions, preferably of easily soluble ammonia compounds, has taken place and during the washout, pre-drying and drying, further oxidation of the remaining divalent iron to trivalent iron Iron has been carried out with an ample supply of air in such a way that at the end over 70%, preferably over 80%, of the total iron was present as trivalent iron. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration an ionenaustauschenden Lösungen im Waschwasser im Verlauf der Auswaschung erhöht wurde.2. The method according to claim 1, characterized in that that the concentration of ion-exchanging solutions in the wash water in the The course of leaching was increased. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Waschwässer mit einem Gehalt an ionenaustauschenden Lösungen von 0,2 bis 20 %, vorzugsweise 0,2 bis 2 %, zur Anwendung gekommen sind.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that washing water with a Ion-exchange solution content of 0.2 to 20%, preferably 0.2 to 2%, for use came. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer möglichst hohen Ausbeute an sauerstoffhaltigen Verbindungen diese Katalysatoren 2 bis 15%, vorwiegend 4 bis 12%, Alkali, bezogen auf Fe in Form von Hydroxyd, Oxyd, Carbonat bzw. Salzen flüchtiger oder zersetzlicher Säuren, enthielten. 4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that to achieve a possible high yield of oxygen-containing compounds these catalysts 2 to 15%, predominantly 4 to 12%, alkali, based on Fe in the form of hydroxide, oxide, carbonate or Salts of volatile or decomposable acids. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erzielung einer hohen Ausbeute an sauerstoffhaltigen Verbindungen solche Katalysatoren verwendet werden, die mindestens 50%, vorzugsweise mehr als 60 %, ihres Eisengehaltes in Form von metallischem Eisen aufwiesen.5. The method according to claim 1 to 4, characterized characterized in that in order to achieve a high yield of oxygen-containing compounds those catalysts are used which have at least 50%, preferably more than 60%, of their iron content in the form of metallic Had iron. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung von möglichst hoher Ausbeute an Kohlenwasserstoffen solche Katalysatoren verwendet werden, bei denen zur Imprägnierung Alkalisalze nicht flüchtiger Säuren, z. B. Borsäure, Phosphorsäure, Kieselsäure, Wolframsäure usw., angewendet worden sind, wobei der Anteil der Säurekomponente über 1 Gewichtsprozent, bezogen auf Eisen, zweckmäßig über 10 Gewichtsprozent, lag und die Alkalimengen 1 bis 10 Gewichtsprozent, zweckmäßig 1 bis 7 Gewichtsprozent, bezogen auf Eisen, betrugen.6. The method according to claim 1 to 3, characterized characterized in that to achieve the highest possible yield of hydrocarbons those catalysts are used in which alkali salts are not used for impregnation volatile acids, e.g. B. boric acid, phosphoric acid, silica, tungstic acid, etc. applied have been, the proportion of the acid component over 1 percent by weight, based on iron, expediently above 10 percent by weight, and the alkali amounts 1 to 10 percent by weight, expediently 1 to 7 percent by weight, based on iron. 7. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erzielung einer hohen Ausbeute an Kohlenwasserstoffen solche Katalysatoren verwendet werden, die einen Gehalt von weniger als 50%, Vorzugsweise weniger als 30 %, an freiem Eisen aufwiesen. 7. The method according to claim 1, 2, 3 and 6, characterized in that in order to achieve a high yield of hydrocarbons those catalysts are used which have a content of less than 50%, preferably less than 30% free iron. © 9558 10.54© 9558 10.54
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0194552A1 (en) * 1985-03-07 1986-09-17 Air Products And Chemicals, Inc. Selective conversion of synthesis gas

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