JPH1052645A - シアン化水素を合成するためのセラミック成形体表面上の触媒作用性被覆 - Google Patents
シアン化水素を合成するためのセラミック成形体表面上の触媒作用性被覆Info
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- JPH1052645A JPH1052645A JP9108532A JP10853297A JPH1052645A JP H1052645 A JPH1052645 A JP H1052645A JP 9108532 A JP9108532 A JP 9108532A JP 10853297 A JP10853297 A JP 10853297A JP H1052645 A JPH1052645 A JP H1052645A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 成形体上にシアン化水素を合成するための触
媒作用性被覆を製造する方法 【解決手段】 触媒作用性被覆を製造する方法で、担体
液中に少なくとも1種の粒子状白金属元素及びその他の
被覆成分を含有する被覆分散液で、成形体を均一に湿ら
し、担体液体を蒸発させ、かつ被覆を、窒素及び/又は
アンモニアの存在下に1000〜1350℃に徐々に加
熱することにより、触媒作用性状態に移行させる場合
に、その他の被覆成分として、100μmよりもかなり
少ない平均粒径を有する、元素のアルミニウム、ホウ
素、チタン及びケイ素を有する粒子状の窒化物をカチオ
ンとして、単独で、又は混合して使用する。
媒作用性被覆を製造する方法 【解決手段】 触媒作用性被覆を製造する方法で、担体
液中に少なくとも1種の粒子状白金属元素及びその他の
被覆成分を含有する被覆分散液で、成形体を均一に湿ら
し、担体液体を蒸発させ、かつ被覆を、窒素及び/又は
アンモニアの存在下に1000〜1350℃に徐々に加
熱することにより、触媒作用性状態に移行させる場合
に、その他の被覆成分として、100μmよりもかなり
少ない平均粒径を有する、元素のアルミニウム、ホウ
素、チタン及びケイ素を有する粒子状の窒化物をカチオ
ンとして、単独で、又は混合して使用する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明の目的は、炭化水素及
びメタンからシアン化水素を合成するための成形体表面
上の触媒作用性被覆の製法であり、その際、触媒作用性
層は、窒化物及び少なくとも1種の白金属を含有する。
びメタンからシアン化水素を合成するための成形体表面
上の触媒作用性被覆の製法であり、その際、触媒作用性
層は、窒化物及び少なくとも1種の白金属を含有する。
【0002】
【従来の技術】いわゆるBMA−法では、低級炭化水
素、殊にメタンとアンモニアとを、約1000〜135
0℃の温度で、触媒の存在下で反応させて、シアン化水
素(HCN)及び水素にする(Ullmann's Encyclopedia
of Industrial Chemistry、第5版、1987、A8
巻、162〜163参照)。
素、殊にメタンとアンモニアとを、約1000〜135
0℃の温度で、触媒の存在下で反応させて、シアン化水
素(HCN)及び水素にする(Ullmann's Encyclopedia
of Industrial Chemistry、第5版、1987、A8
巻、162〜163参照)。
【0003】通常、強い吸熱反応が、管型反応器中で生
じる。BMA−管型反応器中に配置されており、かつ外
部から加熱可能な、主に酸化アルミニウム製の反応管の
内部表面に、触媒作用性被覆を与えておく。
じる。BMA−管型反応器中に配置されており、かつ外
部から加熱可能な、主に酸化アルミニウム製の反応管の
内部表面に、触媒作用性被覆を与えておく。
【0004】ドイツ特許(DE−A)第1013636
号明細書の方法では、反応ガスを、1種又は数種の白金
族、殊に白金と並んで、更に、アルミニウム又はランタ
ニドの元素を、単独で、又は数種まで、その窒化物の形
で含有する触媒上に供給する。酸化アルミニウムからな
る成型体上の有利な触媒作用性被覆は、白金及び窒化ア
ルミニウムを含有する。
号明細書の方法では、反応ガスを、1種又は数種の白金
族、殊に白金と並んで、更に、アルミニウム又はランタ
ニドの元素を、単独で、又は数種まで、その窒化物の形
で含有する触媒上に供給する。酸化アルミニウムからな
る成型体上の有利な触媒作用性被覆は、白金及び窒化ア
ルミニウムを含有する。
【0005】このような被覆の製造のために、成形体
を、例えば、ヘキサクロロ白金酸のアルミニウム含有溶
液に含浸した。乾燥の後に、触媒活性成分を、600〜
900℃で、水素を用いて還元させた。窒化物の形成
は、BMA−反応器中で、始動相で、HCN−合成に使
用されるアンモニアの作用下に行った。触媒が、ようや
くその完全な効率を達成する前の始動相は、約25時間
であった。
を、例えば、ヘキサクロロ白金酸のアルミニウム含有溶
液に含浸した。乾燥の後に、触媒活性成分を、600〜
900℃で、水素を用いて還元させた。窒化物の形成
は、BMA−反応器中で、始動相で、HCN−合成に使
用されるアンモニアの作用下に行った。触媒が、ようや
くその完全な効率を達成する前の始動相は、約25時間
であった。
【0006】この触媒活性被覆のかなり改善された製法
が、ドイツ特許(DE)第3923034C2号明細書
中に記載されている。この特許明細書では、成形体表面
を、被覆成分として、それぞれ主に100μm未満の粒
径を有する粒状の白金族元素及び粒子状アルミニウム元
素を含有する分散液で湿らせる。このように処理された
表面を、被覆を触媒作用性状態に移行させるために(以
降では、処方とも記載)、窒素及び/又はアンモニアの
存在下で、徐々に、1000〜1350℃のBMA−法
の反応温度に加熱する。加熱の間にアンモニアを使用
し、反応温度を達成すると、触媒が有効に処方される。
が、ドイツ特許(DE)第3923034C2号明細書
中に記載されている。この特許明細書では、成形体表面
を、被覆成分として、それぞれ主に100μm未満の粒
径を有する粒状の白金族元素及び粒子状アルミニウム元
素を含有する分散液で湿らせる。このように処理された
表面を、被覆を触媒作用性状態に移行させるために(以
降では、処方とも記載)、窒素及び/又はアンモニアの
存在下で、徐々に、1000〜1350℃のBMA−法
の反応温度に加熱する。加熱の間にアンモニアを使用
し、反応温度を達成すると、触媒が有効に処方される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
の被覆よりも高い触媒活性を有し、かつ非常に短時間
で、定常状態運転の高い出発化合物流を負荷することが
できる触媒活性な被覆をもたらす、シアン化水素の合成
のための、主に酸化アルミニウムからなる成形体表面上
の触媒作用性被覆の製法を提供することである。
の被覆よりも高い触媒活性を有し、かつ非常に短時間
で、定常状態運転の高い出発化合物流を負荷することが
できる触媒活性な被覆をもたらす、シアン化水素の合成
のための、主に酸化アルミニウムからなる成形体表面上
の触媒作用性被覆の製法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この課題は、炭化水素及
びアンモニアからシアン化水素を合成するためのセラミ
ック成形体表面上の触媒作用性被覆を、担体液体中に少
なくとも1種の粒子状白金属元素及びその他の被覆成分
を含有する被覆分散液で、成形体を均一に濡らし、担体
液体を蒸発させ、かつ窒素及び/又はアンモニアの存在
下に1000〜1350℃に徐々に加熱して被覆を触媒
作用性状態に移行させることにより、製造する方法によ
り解決される。
びアンモニアからシアン化水素を合成するためのセラミ
ック成形体表面上の触媒作用性被覆を、担体液体中に少
なくとも1種の粒子状白金属元素及びその他の被覆成分
を含有する被覆分散液で、成形体を均一に濡らし、担体
液体を蒸発させ、かつ窒素及び/又はアンモニアの存在
下に1000〜1350℃に徐々に加熱して被覆を触媒
作用性状態に移行させることにより、製造する方法によ
り解決される。
【0009】この方法は、その他の被覆成分として、元
素のアルミニウム、ホウ素、チタン及びケイ素を有する
粒子状の窒化物を、カチオンとして単独で、又は混合し
て使用し、その際、粒子状の成分が、主に100μmよ
りも小さい平均粒径を有することを特徴とする。
素のアルミニウム、ホウ素、チタン及びケイ素を有する
粒子状の窒化物を、カチオンとして単独で、又は混合し
て使用し、その際、粒子状の成分が、主に100μmよ
りも小さい平均粒径を有することを特徴とする。
【0010】分散液中に含有される金属及び窒化物は、
100μmよりも少ない、有利に50μmよりも少ない
粒径を有する。可能な限り小さい粒径を有する被覆分散
液が有利である。それというのも、そのような分散液
は、粒子が沈殿する傾向がより少ないためである。
100μmよりも少ない、有利に50μmよりも少ない
粒径を有する。可能な限り小さい粒径を有する被覆分散
液が有利である。それというのも、そのような分散液
は、粒子が沈殿する傾向がより少ないためである。
【0011】白金族、即ち、ロジウム、ルテニウム、パ
ラジウム、オスミウム、イリジウム及び白金のうち、白
金が有利である。白金属は、例えば、その化合物の溶液
の還元で、簡単に、微粒子元素の形で入手することがで
き、その際、白金属のいわゆるモール(Mohre)を、本
発明の方法で使用するのが特に有利である。白金モール
は、市販されている。
ラジウム、オスミウム、イリジウム及び白金のうち、白
金が有利である。白金属は、例えば、その化合物の溶液
の還元で、簡単に、微粒子元素の形で入手することがで
き、その際、白金属のいわゆるモール(Mohre)を、本
発明の方法で使用するのが特に有利である。白金モール
は、市販されている。
【0012】窒化物を、通常、それぞれの元素及びアン
モニア及び/又は窒素から製造する(例えば、G.Selvad
uray und L.Sheet, Mater.Sci.Technol.,9(1993),463-4
73)。このために、反応を触媒するその他の元素、例え
ば、リチウムを添加することができる。このように得ら
れた粉末は、市場で、種々異なる製造者から、種々の品
質及び純度で入手することができる。
モニア及び/又は窒素から製造する(例えば、G.Selvad
uray und L.Sheet, Mater.Sci.Technol.,9(1993),463-4
73)。このために、反応を触媒するその他の元素、例え
ば、リチウムを添加することができる。このように得ら
れた粉末は、市場で、種々異なる製造者から、種々の品
質及び純度で入手することができる。
【0013】触媒被覆のために、アルミニウム、ホウ
素、チタン及びケイ素の窒化物を、単独で、又は混合し
て使用することができる。窒化アルミニウムを使用する
のが有利である。
素、チタン及びケイ素の窒化物を、単独で、又は混合し
て使用することができる。窒化アルミニウムを使用する
のが有利である。
【0014】被覆分散液の製造のための溶剤として、例
えば、有機溶剤、例えば、脂肪族及び芳香族炭化水素、
エステル、ケトン又はアルコール及びそれらの溶剤の混
合物が好適である。350℃未満、殊に150℃未満の
沸点もしくは沸点範囲を有する溶剤又は混合物が、良好
に好適である。特に有利な担体液体は、低級アルコール
及び芳香族及び非芳香族の炭化水素である。
えば、有機溶剤、例えば、脂肪族及び芳香族炭化水素、
エステル、ケトン又はアルコール及びそれらの溶剤の混
合物が好適である。350℃未満、殊に150℃未満の
沸点もしくは沸点範囲を有する溶剤又は混合物が、良好
に好適である。特に有利な担体液体は、低級アルコール
及び芳香族及び非芳香族の炭化水素である。
【0015】分散液が、所望の処理粘度を有する限り、
分散液の固体濃度は、広い範囲で変動可能である。一般
に、分散液は、担体液体に対して、金属粉末及び窒化物
粉末10〜300重量%、有利に30〜200、殊に、
50〜150重量%を含有する。
分散液の固体濃度は、広い範囲で変動可能である。一般
に、分散液は、担体液体に対して、金属粉末及び窒化物
粉末10〜300重量%、有利に30〜200、殊に、
50〜150重量%を含有する。
【0016】分散液中の金属粉末及び窒化物粉末の濃度
の調整により、たった1つの被覆工程で、被覆された成
形体の高い耐用時間に必要な量の白金族及び窒化物を施
与することができる。触媒作用性表面1cm2あたり、
白金族10mg未満の含有率で、全く充分である。Pt
0.05〜5mg/cm2、殊に0.1〜2mg/cm2
の面積濃度が、有利である。
の調整により、たった1つの被覆工程で、被覆された成
形体の高い耐用時間に必要な量の白金族及び窒化物を施
与することができる。触媒作用性表面1cm2あたり、
白金族10mg未満の含有率で、全く充分である。Pt
0.05〜5mg/cm2、殊に0.1〜2mg/cm2
の面積濃度が、有利である。
【0017】分散液中で、白金属と窒化物のカチオンと
の原子比は、0.001〜1:1である。比を、0.0
1〜0.5:1の範囲に調整するのが、有利である。
0.01〜0.1の範囲のPt/カチオン−比が、特に
好適である。
の原子比は、0.001〜1:1である。比を、0.0
1〜0.5:1の範囲に調整するのが、有利である。
0.01〜0.1の範囲のPt/カチオン−比が、特に
好適である。
【0018】分散液の担体液体を蒸発させた後に、被覆
された成形体を、窒素及び/又はアンモニアの存在下
に、徐々に1000〜1350℃に加熱する。加熱時間
は、本質的には、使用炉及び成形体の特性に依存する。
通常、2〜20時間、多くは、5〜15時間以内に、B
MA−反応温度に加熱する。反応温度での2〜10時間
の更なる処理時間の後に、触媒の処方を止める。
された成形体を、窒素及び/又はアンモニアの存在下
に、徐々に1000〜1350℃に加熱する。加熱時間
は、本質的には、使用炉及び成形体の特性に依存する。
通常、2〜20時間、多くは、5〜15時間以内に、B
MA−反応温度に加熱する。反応温度での2〜10時間
の更なる処理時間の後に、触媒の処方を止める。
【0019】従来の製法では、600〜1000℃の温
度範囲での処方の間に、殊に、窒化アルミニウムが形成
される。これに対して、本発明の方法では、被覆分散液
中に窒化物を使用することにより、処方工程の間の窒化
物の形成が行われない。
度範囲での処方の間に、殊に、窒化アルミニウムが形成
される。これに対して、本発明の方法では、被覆分散液
中に窒化物を使用することにより、処方工程の間の窒化
物の形成が行われない。
【0020】処方の後に直ちに、シアン化水素の合成の
ために、アンモニア供給を中断することなく、メタンの
添加を開始することができる。場合により、アンモニア
流を予め、定常状態運転に望ましい値に調整する。メタ
ン流とアンモニア流とのモル比が、0.8〜0.99に
達するまで、メタンの添加を連続的に高める。触媒を不
活性化し得るスス形成を防止するために、メタン/アン
モニアのモル比を、化学量論的未満に選択する。従っ
て、定常状態運転までのメタン供給の増加速度を、ちょ
うどスス形成が生じないように調節する。
ために、アンモニア供給を中断することなく、メタンの
添加を開始することができる。場合により、アンモニア
流を予め、定常状態運転に望ましい値に調整する。メタ
ン流とアンモニア流とのモル比が、0.8〜0.99に
達するまで、メタンの添加を連続的に高める。触媒を不
活性化し得るスス形成を防止するために、メタン/アン
モニアのモル比を、化学量論的未満に選択する。従っ
て、定常状態運転までのメタン供給の増加速度を、ちょ
うどスス形成が生じないように調節する。
【0021】常法で製造された触媒被覆では、殊に、高
い出発化合物流では、この始動相に、数日を必要とする
ことがあり得る。しかし、本発明の方法で製造された触
媒被覆では、定常状態は、スス形成が観察されることな
く、既に数時間の後に達成される。
い出発化合物流では、この始動相に、数日を必要とする
ことがあり得る。しかし、本発明の方法で製造された触
媒被覆では、定常状態は、スス形成が観察されることな
く、既に数時間の後に達成される。
【0022】被覆分散液は、例えば、沈殿を遅らせるた
めに、かつ/又は加工粘度を調節するために並びに触媒
の処方の前及び/又は後での成形体上への被覆の接着を
改善するために、本発明の成分の他に、担体液体中に可
溶性及び/又は不溶性の助剤を含有してよい。
めに、かつ/又は加工粘度を調節するために並びに触媒
の処方の前及び/又は後での成形体上への被覆の接着を
改善するために、本発明の成分の他に、担体液体中に可
溶性及び/又は不溶性の助剤を含有してよい。
【0023】このような助剤は、触媒の処方の間に残留
物を残さずに分解されるポリマー有機塗料用バインダ
ー、例えば、ポリアクリレート、ポリエステル樹脂、ポ
リウレタンであってよい。塗料製造で慣用の助剤、例え
ば、有機及び/又は無機流展助剤、沈殿遅延剤及びチキ
ソトロープ剤、例えば、熱分解ケイ酸又はシランを、こ
の場合にも、有効量で使用することができる。
物を残さずに分解されるポリマー有機塗料用バインダ
ー、例えば、ポリアクリレート、ポリエステル樹脂、ポ
リウレタンであってよい。塗料製造で慣用の助剤、例え
ば、有機及び/又は無機流展助剤、沈殿遅延剤及びチキ
ソトロープ剤、例えば、熱分解ケイ酸又はシランを、こ
の場合にも、有効量で使用することができる。
【0024】更に、被覆分散液は、既にドイツ特許(D
E)第3923034C2号明細書中に記載されている
粘着性酸化物(Haftoxid)又はその前駆体を含有してよ
い。その際、これには、1000℃未満で、ガラス形成
可能な、酸化物及び/又はケイ酸塩及び/又はホウ酸塩
の形の金属化合物及び1000℃未満の半球体温度(Hal
bkugeltemperatur)を有するガラスフリットが該当す
る。このような物質は、触媒作用性被覆の作用性及び耐
用時間をより有利なものとし得る。これらを、窒化物の
量未満の量で、有利に、窒化物に対して5〜50重量%
の量で使用するのが有利である。好適な粘着性酸化物
は、例えば酸化マグネシウムである。
E)第3923034C2号明細書中に記載されている
粘着性酸化物(Haftoxid)又はその前駆体を含有してよ
い。その際、これには、1000℃未満で、ガラス形成
可能な、酸化物及び/又はケイ酸塩及び/又はホウ酸塩
の形の金属化合物及び1000℃未満の半球体温度(Hal
bkugeltemperatur)を有するガラスフリットが該当す
る。このような物質は、触媒作用性被覆の作用性及び耐
用時間をより有利なものとし得る。これらを、窒化物の
量未満の量で、有利に、窒化物に対して5〜50重量%
の量で使用するのが有利である。好適な粘着性酸化物
は、例えば酸化マグネシウムである。
【0025】粘着性酸化物のその他の前駆体として、オ
ルトケイ酸エステル、1〜3個の加水分解可能な基をS
i−原子の所に有するオルガノシラン、殊に、トリアル
コキシシランの列からの有機ケイ素化合物又は前記のモ
ノマーケイ素化合物の縮合生成物、殊に、ポリ(ジオル
ガノシロキサン)及びポリ(オルガノアルコキシシロキサ
ン)を使用することができる。
ルトケイ酸エステル、1〜3個の加水分解可能な基をS
i−原子の所に有するオルガノシラン、殊に、トリアル
コキシシランの列からの有機ケイ素化合物又は前記のモ
ノマーケイ素化合物の縮合生成物、殊に、ポリ(ジオル
ガノシロキサン)及びポリ(オルガノアルコキシシロキサ
ン)を使用することができる。
【0026】該方法は、種々異なる成形体、例えば、ボ
ール型、ペレット型、スポンジ型、モノリス型又は管型
成形体の被覆のために、使用することができる。BMA
−法で、反応管及び平行な流路を有するモノリス型蜂の
巣成形体を使用するのが、特に有利である。これらの成
形体の場合には、触媒作用性被覆は、管もしくは流路の
内壁上に存在する。その成形体は、気密性でなければな
らない、即ち、これらは、開いた多孔を有してはなら
ず、かつ公知の全てのセラミック製材料からなっていて
よい。主にα−酸化アルミニウムからなり、かつ製造に
応じて、酸化アルミニウムの他に、僅かな量のその他の
酸化物を含有していてよい成形体が有利である。
ール型、ペレット型、スポンジ型、モノリス型又は管型
成形体の被覆のために、使用することができる。BMA
−法で、反応管及び平行な流路を有するモノリス型蜂の
巣成形体を使用するのが、特に有利である。これらの成
形体の場合には、触媒作用性被覆は、管もしくは流路の
内壁上に存在する。その成形体は、気密性でなければな
らない、即ち、これらは、開いた多孔を有してはなら
ず、かつ公知の全てのセラミック製材料からなっていて
よい。主にα−酸化アルミニウムからなり、かつ製造に
応じて、酸化アルミニウムの他に、僅かな量のその他の
酸化物を含有していてよい成形体が有利である。
【0027】本来の被覆を、自体公知の方法で、手仕事
で、又は適当な被覆装置を使用して、被覆される表面を
分散液で含浸するか、もしくは濡らし、担体液体を蒸発
させることにより行う。米国特許(US−PS)第44
15485号明細書に記載されている被覆装置が、例え
ば、前記の方法に好適である。過剰の分散液を除去した
後に、例えば、成形体の加熱により、ガスによるすすぎ
及び/又は圧力の低下により、溶剤を除去することがで
きる。予め加熱された成形体を、分散液と接触させるこ
ともできる。
で、又は適当な被覆装置を使用して、被覆される表面を
分散液で含浸するか、もしくは濡らし、担体液体を蒸発
させることにより行う。米国特許(US−PS)第44
15485号明細書に記載されている被覆装置が、例え
ば、前記の方法に好適である。過剰の分散液を除去した
後に、例えば、成形体の加熱により、ガスによるすすぎ
及び/又は圧力の低下により、溶剤を除去することがで
きる。予め加熱された成形体を、分散液と接触させるこ
ともできる。
【0028】被覆を行った後に、成形体を、BMA−反
応器中で、窒素又は有利にアンモニア又はこれらのガス
の混合の存在下に、BMA−法に一般的な温度に徐々
に、即ち、数時間かけて加熱する。
応器中で、窒素又は有利にアンモニア又はこれらのガス
の混合の存在下に、BMA−法に一般的な温度に徐々
に、即ち、数時間かけて加熱する。
【0029】
【実施例】本発明を、次の例で詳述する。α−酸化アル
ミニウムからなる管を、その内壁に、本発明の方法によ
る触媒被覆物で、かつ慣用の方法で被覆した。被覆を、
手作業で、管を被覆分散液中に浸漬することにより行っ
た。
ミニウムからなる管を、その内壁に、本発明の方法によ
る触媒被覆物で、かつ慣用の方法で被覆した。被覆を、
手作業で、管を被覆分散液中に浸漬することにより行っ
た。
【0030】管は、16mmの内径を有した。実験室試
験では、電気管型炉中で触媒の処方のために、かつシア
ン化水素合成のために、最高温度1210℃まで加熱す
ることができる長さ0.5mの管を使用した。同様に、
このために、長さ2.1mの生産用管を被覆し、かつ加
熱ガスで加熱された生産用反応器中で、処方し、かつそ
の触媒活性を試験した。
験では、電気管型炉中で触媒の処方のために、かつシア
ン化水素合成のために、最高温度1210℃まで加熱す
ることができる長さ0.5mの管を使用した。同様に、
このために、長さ2.1mの生産用管を被覆し、かつ加
熱ガスで加熱された生産用反応器中で、処方し、かつそ
の触媒活性を試験した。
【0031】実験室用及び生産用管の触媒被覆を、それ
ぞれ20時間で処方した。このために、管を12時間で
室温から最高温度まで加熱し、かつ更に8時間、この温
度を保持した。
ぞれ20時間で処方した。このために、管を12時間で
室温から最高温度まで加熱し、かつ更に8時間、この温
度を保持した。
【0032】比較例1 ドイツ特許(DE)第3923034C2号明細書によ
り、10:1のAl:Pt原子比のアルミニウム粉末及
び白金粉末からなる従来の被覆分散液を製造した。
り、10:1のAl:Pt原子比のアルミニウム粉末及
び白金粉末からなる従来の被覆分散液を製造した。
【0033】このために、40%Degalan(登録商標)
−溶液105gを、Aerosil(登録商標;炎内加水分解
により製造されたケイ酸)2.7g、フェニル−エチル
−ポリシロキサン(PEPS)60gと共に、トルエン
240ml中に分散させた。この分散液に、アルミニウ
ム粉末166g(平均粒径<60μm)を添加し、かつ
分散させた。更に、必要量の白金粉末120g(平均粒
径<60μm、純度>98.5%)をトルエン160m
l中に分散させ、かつ少量ずつ、アルミニウム含有分散
液に添加した。この後、更に5分間分散させた。このよ
うに得られた分散液は、数週間、分解の危険なく貯蔵す
ることができる。
−溶液105gを、Aerosil(登録商標;炎内加水分解
により製造されたケイ酸)2.7g、フェニル−エチル
−ポリシロキサン(PEPS)60gと共に、トルエン
240ml中に分散させた。この分散液に、アルミニウ
ム粉末166g(平均粒径<60μm)を添加し、かつ
分散させた。更に、必要量の白金粉末120g(平均粒
径<60μm、純度>98.5%)をトルエン160m
l中に分散させ、かつ少量ずつ、アルミニウム含有分散
液に添加した。この後、更に5分間分散させた。このよ
うに得られた分散液は、数週間、分解の危険なく貯蔵す
ることができる。
【0034】この分散液を、長さ0.5mの管の内壁を
浸漬により被覆するために使用した。1回の被覆で、分
散液3.5g(乾燥時)を、管の内壁に析出させること
ができた。触媒の処方のために、管を、電気管炉中で1
2時間かけて、室温から1210℃に加熱し、かつ更に
8時間この温度に保持した。この時間の間中、管に、ア
ンモニア流3モル/時を導流させた。
浸漬により被覆するために使用した。1回の被覆で、分
散液3.5g(乾燥時)を、管の内壁に析出させること
ができた。触媒の処方のために、管を、電気管炉中で1
2時間かけて、室温から1210℃に加熱し、かつ更に
8時間この温度に保持した。この時間の間中、管に、ア
ンモニア流3モル/時を導流させた。
【0035】処方の終了後、シアン化水素合成を開始し
た。このために、メタンを緩やかに増加する流量で添加
して、ススの形成及びそれによる触媒の失活化を阻止し
た。4日間の後にようやく、2.7モル/時の定常状態
運転(メタン/アンモニアモル比0.9に相応)のメタ
ン流が、得られた。
た。このために、メタンを緩やかに増加する流量で添加
して、ススの形成及びそれによる触媒の失活化を阻止し
た。4日間の後にようやく、2.7モル/時の定常状態
運転(メタン/アンモニアモル比0.9に相応)のメタ
ン流が、得られた。
【0036】定常状態運転で、メタンに対するシアン化
水素の収率は、78%であり、この管を用いて、1時間
当たり、シアン化水素56.9gを製造することができ
た。
水素の収率は、78%であり、この管を用いて、1時間
当たり、シアン化水素56.9gを製造することができ
た。
【0037】例1 10:1のアルミニウム/白金原子比を有する窒化アル
ミニウム粉末及び白金粉末からなる被覆分散液を製造し
た。この製造を、比較例1と同様に行った。しかし、ア
ルミニウム粉末166gの代わりに、窒化アルミニウム
粉末252g(平均粒径<60μm;純度>98%)を
使用した。
ミニウム粉末及び白金粉末からなる被覆分散液を製造し
た。この製造を、比較例1と同様に行った。しかし、ア
ルミニウム粉末166gの代わりに、窒化アルミニウム
粉末252g(平均粒径<60μm;純度>98%)を
使用した。
【0038】この被覆分散液を、α−酸化アルミニウム
からなる長さ0.5mの管を触媒で被覆し、処方し、か
つその触媒活性を試験するために使用した。被覆量は、
乾燥物質3.2gであった。
からなる長さ0.5mの管を触媒で被覆し、処方し、か
つその触媒活性を試験するために使用した。被覆量は、
乾燥物質3.2gであった。
【0039】処方及び試験を、比較例1と全く同様に行
った。しかし、メタン増量は、スス形成が観察されるこ
となく、既に6時間の後に完了することができた。
った。しかし、メタン増量は、スス形成が観察されるこ
となく、既に6時間の後に完了することができた。
【0040】定常状態運転(アンモニア3モル/時;メ
タン2.7モル/時、1210℃)で、シアン化水素の
収率は、メタンに対して82%であり、この管では、1
時間当たり、シアン化水素59.8gを製造することが
できた。
タン2.7モル/時、1210℃)で、シアン化水素の
収率は、メタンに対して82%であり、この管では、1
時間当たり、シアン化水素59.8gを製造することが
できた。
【0041】例2 例1を繰り返した。しかし、窒化アルミニウム粉末を、
窒化ホウ素154gに取り替え(ホウ素/白金の原子
比、10:1)、かつトルエンの使用量を、全部で62
0mlに増やした。窒化ホウ素は、10<μmの平均粒
径及び>95%の純度を有した。管の内壁上の被覆量
は、乾燥時で3.7gであった。
窒化ホウ素154gに取り替え(ホウ素/白金の原子
比、10:1)、かつトルエンの使用量を、全部で62
0mlに増やした。窒化ホウ素は、10<μmの平均粒
径及び>95%の純度を有した。管の内壁上の被覆量
は、乾燥時で3.7gであった。
【0042】処方の後に、メタン増量は、4時間以内
に、完了することができた。定常状態運転(アンモニア
3モル/時;メタン2.7モル/時、1210℃)で、
シアン化水素の収率は、メタンに対して67%であり、
この管を用いて、1時間当たり、シアン化水素48.8
gを製造することができた。
に、完了することができた。定常状態運転(アンモニア
3モル/時;メタン2.7モル/時、1210℃)で、
シアン化水素の収率は、メタンに対して67%であり、
この管を用いて、1時間当たり、シアン化水素48.8
gを製造することができた。
【0043】例3 例1を繰り返した。しかし、窒化アルミニウム粉末を、
窒化チタン382gに取り替え(チタン/白金の原子
比、10:1)、かつトルエンの使用量を、590ml
に増やした。窒化チタンは、10<μmの平均粒径及び
>95%の純度を有した。被覆量は、乾燥時で3.4g
であった。
窒化チタン382gに取り替え(チタン/白金の原子
比、10:1)、かつトルエンの使用量を、590ml
に増やした。窒化チタンは、10<μmの平均粒径及び
>95%の純度を有した。被覆量は、乾燥時で3.4g
であった。
【0044】処方の後に、メタン増量は、5時間以内
に、完了することができた。定常状態運転(アンモニア
3モル/時;メタン2.7モル/時、1210℃)で、
シアン化水素の収率は、メタンに対して52%であり、
この管を用いて、1時間当たり、シアン化水素37.1
gを製造することができた。
に、完了することができた。定常状態運転(アンモニア
3モル/時;メタン2.7モル/時、1210℃)で、
シアン化水素の収率は、メタンに対して52%であり、
この管を用いて、1時間当たり、シアン化水素37.1
gを製造することができた。
【0045】例4 例1を繰り返した。しかし、窒化アルミニウム粉末を、
窒化ケイ素282gに取り替え(ケイ素素/白金の原子
比、10:1)、かつトルエンの使用量を、590ml
に増やした。窒化ケイ素は、25<μmの平均粒径及び
>90%の純度を有した。被覆量は、乾燥時で2.9g
であった。
窒化ケイ素282gに取り替え(ケイ素素/白金の原子
比、10:1)、かつトルエンの使用量を、590ml
に増やした。窒化ケイ素は、25<μmの平均粒径及び
>90%の純度を有した。被覆量は、乾燥時で2.9g
であった。
【0046】処方の後に、メタン増量は、7時間以内
に、完了することができた。定常状態運転(アンモニア
3モル/時;メタン2.7モル/時、1210℃)で、
シアン化水素の収率は、メタンに対して75%であり、
この管を用いて、1時間当たり、シアン化水素54.7
gを製造することができた。
に、完了することができた。定常状態運転(アンモニア
3モル/時;メタン2.7モル/時、1210℃)で、
シアン化水素の収率は、メタンに対して75%であり、
この管を用いて、1時間当たり、シアン化水素54.7
gを製造することができた。
【0047】比較例2 長さ2.1mのセラミック管を、比較例1の従来の被覆
分散液で被覆した。担体液体の蒸発の後に、触媒の処方
を、加熱ガスで加熱される炉で行った。このために、管
に、アンモニア32モル/時を導流させ、かつ12時間
で、室温から1320℃に加熱し、かつ更に8時間この
温度で保持した。この後、メタン増量を、メタン29.
5モル/時(メタン/アンモニア原子比、0.92)ま
で行った。スス形成を回避するために、メタンでの管の
目的負荷を、9日後にようやく達成した。
分散液で被覆した。担体液体の蒸発の後に、触媒の処方
を、加熱ガスで加熱される炉で行った。このために、管
に、アンモニア32モル/時を導流させ、かつ12時間
で、室温から1320℃に加熱し、かつ更に8時間この
温度で保持した。この後、メタン増量を、メタン29.
5モル/時(メタン/アンモニア原子比、0.92)ま
で行った。スス形成を回避するために、メタンでの管の
目的負荷を、9日後にようやく達成した。
【0048】定常状態運転(アンモニア32モル/時;
メタン29.5モル/時、1320℃)で、シアン化水
素の収率は、メタンに対して78%であり、この管を用
いて、1時間当たり、シアン化水素725.8gを製造
することができた。
メタン29.5モル/時、1320℃)で、シアン化水
素の収率は、メタンに対して78%であり、この管を用
いて、1時間当たり、シアン化水素725.8gを製造
することができた。
【0049】例5 長さ2.1mのセラミック管を、例1の被覆分散液で被
覆し、かつ比較例2の記載と同様に処方した。29.5
モル/時までのメタン増量は、スス形成が生じることな
く、既に7時間で完了した。
覆し、かつ比較例2の記載と同様に処方した。29.5
モル/時までのメタン増量は、スス形成が生じることな
く、既に7時間で完了した。
【0050】定常状態運転(アンモニア32モル/時;
メタン29.5モル/時、1320℃)で、シアン化水
素の収率は、メタンに対して86%であり、この管を用
いて、1時間当たり、シアン化水素743.0gを製造
することができた。
メタン29.5モル/時、1320℃)で、シアン化水
素の収率は、メタンに対して86%であり、この管を用
いて、1時間当たり、シアン化水素743.0gを製造
することができた。
【0051】例6 例5を繰り返した。しかし、例5とは異なり、処方を、
最大温度1270℃で行った。メタン増量は、既に6時
間後に完了することができた。
最大温度1270℃で行った。メタン増量は、既に6時
間後に完了することができた。
【0052】定常状態運転(アンモニア32モル/時;
メタン29.5モル/時、1270℃)で、シアン化水
素の収率は、89%であり、この管を用いて、1時間当
たり、シアン化水素769gを製造することができた。
これは、比較例2よりも6%多いが、反応温度は、比較
例2の反応温度よりも50℃ほど低かった。
メタン29.5モル/時、1270℃)で、シアン化水
素の収率は、89%であり、この管を用いて、1時間当
たり、シアン化水素769gを製造することができた。
これは、比較例2よりも6%多いが、反応温度は、比較
例2の反応温度よりも50℃ほど低かった。
【0053】前記の例は、本発明により製造された触媒
は、高い負荷での処方の後に、定常状態運転のメタン流
で、従来的に製造された触媒よりもかなり早く負荷する
ことができることを示している。長さ2.1mの生産用
管の場合には、メタン増量は、本発明により製造された
触媒では、従来的に製造された触媒が必要とする時間の
30分の1未満の時間で完了することができる。ちなみ
に、より低い反応温度でより高い収率が達成される。
は、高い負荷での処方の後に、定常状態運転のメタン流
で、従来的に製造された触媒よりもかなり早く負荷する
ことができることを示している。長さ2.1mの生産用
管の場合には、メタン増量は、本発明により製造された
触媒では、従来的に製造された触媒が必要とする時間の
30分の1未満の時間で完了することができる。ちなみ
に、より低い反応温度でより高い収率が達成される。
【0054】従来的に製造された触媒は、炉による運転
を中断した後に、しばしば、低い触媒活性を示すことが
ある。これは、本発明により製造された触媒では観察す
ることができなかった。これは、操作の中断後に、非常
に迅速に再びその本来の活性水準に達する。
を中断した後に、しばしば、低い触媒活性を示すことが
ある。これは、本発明により製造された触媒では観察す
ることができなかった。これは、操作の中断後に、非常
に迅速に再びその本来の活性水準に達する。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成9年5月14日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0001
【補正方法】変更
【補正内容】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明の目的は、炭化水素及
びアンモニアからシアン化水素を合成するための成形体
表面上の触媒作用性被覆の製法であり、その際、触媒作
用性層は、窒化物及び少なくとも1種の白金族を含有す
る。
びアンモニアからシアン化水素を合成するための成形体
表面上の触媒作用性被覆の製法であり、その際、触媒作
用性層は、窒化物及び少なくとも1種の白金族を含有す
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イェルク ザウアー ドイツ連邦共和国 ローデンバッハ ズュ ートリング 64 (72)発明者 マンフレート ザウアー ドイツ連邦共和国 ローデンバッハ ズュ ートリング 60 (72)発明者 ディートリッヒ アルンツ ドイツ連邦共和国 オーバーウルゼル ロ ルスバッハシュトラーセ 32
Claims (12)
- 【請求項1】 炭化水素及びアンモニアからシアン化水
素を合成するためのセラミック成形体表面上の触媒作用
性被覆の製法において、担体液中に少なくとも1種の粒
子状白金属元素及びその他の被覆成分を含有する被覆分
散液で、成形体を均一に湿らし、担体液体を蒸発させ、
かつ被覆を、窒素及び/又はアンモニアの存在下に10
00〜1350℃に徐々に加熱することにより、触媒作
用性状態に移行させる場合に、その他の被覆成分とし
て、元素のアルミニウム、ホウ素、チタン及びケイ素を
有する粒子状の窒化物を、カチオンとして、単独で、又
は混合して使用し、その際、その粒子状成分が、主に1
00μmよりも小さい平均粒径を有することを特徴とす
る、炭化水素及びアンモニアからシアン化水素を合成す
るためのセラミック成形体表面上の触媒作用性被覆の製
法。 - 【請求項2】 白金族/カチオンの原子比を、0.00
1〜1の範囲で選択する、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 担体液体として、有機溶剤又は溶剤混合
物を使用する、請求項1又は2に記載の方法。 - 【請求項4】 分散液が、白金属として白金を含有し、
かつ白金とカチオンとの原子比が、0.01〜0.5で
ある、請求項1から3のいずれかに記載の方法。 - 【請求項5】 分散液が、担体液体に対して、白金粉末
及び窒化物粉末10〜300重量%を含有する、請求項
1から4のいずれかに記載の方法。 - 【請求項6】 分散される貴金属及び窒化物粒子が、5
0μm未満の粒径を有する、請求項1から5のいずれか
に記載の方法。 - 【請求項7】 分散液が、粘着性酸化物又は粘着性酸化
物の前駆体を含有する、請求項1から6のいずれかに記
載の方法。 - 【請求項8】 分散液が、粘着性酸化物の前駆体とし
て、オルトケイ酸エステル、1〜3個の加水分解可能な
基をSi−原子の所に有するオルガノシランの列からな
る有機ケイ素化合物又は前記のモノマーのケイ素化合物
の縮合生成物を含有する、請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】 分散液が、1000℃未満で、ガラス形
成可能な組成の金属化合物及び/又は1000℃未満の
半球体温度を有するガラスフリットを含有する、請求項
1から8のいずれかに記載の方法。 - 【請求項10】 金属化合物及び/又はガラスフリット
が、窒化物の量を下回る量で存在する、請求項9に記載
の方法。 - 【請求項11】 分散液が、付加的に、有機ポリマー結
合剤を含有する、請求項1から10のいずれかに記載の
方法。 - 【請求項12】 成形体表面上に分散液により施与され
る白金属の量が、10mg/cm2未満の面積濃度をも
たらす、請求項1から11のいずれかに記載の方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19617040A DE19617040C1 (de) | 1996-04-27 | 1996-04-27 | Verfahren zur Herstellung katalytisch wirksamer Beschichtungen für die Synthese von Cyanwasserstoff |
DE19617040.0 | 1996-04-27 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1052645A true JPH1052645A (ja) | 1998-02-24 |
Family
ID=7792743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9108532A Pending JPH1052645A (ja) | 1996-04-27 | 1997-04-25 | シアン化水素を合成するためのセラミック成形体表面上の触媒作用性被覆 |
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---|---|
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EP (1) | EP0803470A1 (ja) |
JP (1) | JPH1052645A (ja) |
CN (1) | CN1171296A (ja) |
AU (1) | AU720260B2 (ja) |
BR (1) | BR9701940A (ja) |
CA (1) | CA2203728A1 (ja) |
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US6660681B1 (en) * | 1999-04-15 | 2003-12-09 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Vanadium phosphorus oxide catalyst having a thermally conductive support |
EA200101087A1 (ru) * | 1999-04-15 | 2002-04-25 | Е.И.Дюпон Де Немур Энд Компани | Катализатор на основе оксида ванадия - фосфора с теплопроводящим носителем |
US7723258B2 (en) * | 2000-06-21 | 2010-05-25 | Green Hydrotec Corp. | Method and substance for reactive catalytic combustion |
US6699815B2 (en) | 2000-06-21 | 2004-03-02 | Min-Hon Rei | Boron nitride supported noble metal catalyst |
US20040058809A1 (en) * | 2000-06-21 | 2004-03-25 | Green Hydrotec, Corp. | Method and substance for reactive catalytic combustion |
GB2378452A (en) * | 2001-08-09 | 2003-02-12 | Rolls Royce Plc | A metallic article having a protective coating and a method therefor |
DE10309209A1 (de) * | 2003-02-28 | 2004-09-09 | Degussa Ag | Verfahren zur Herstellung von Cyanwasserstoff nach dem BMA-Verfahren und Katalysator zu seiner Durchführung |
CN101618311B (zh) * | 2009-07-22 | 2011-12-07 | 赵昱 | 一种具有催化作用的填料塔塔内的填料及其制备方法 |
CN102050451B (zh) * | 2009-10-29 | 2013-01-30 | 比亚迪股份有限公司 | 一种硅烷纯化剂及其制备方法 |
AU2013262429B2 (en) * | 2012-05-17 | 2016-08-04 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Hydrogen cyanide-based polymer surface coatings and hydrogels |
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EP3301075A1 (en) * | 2016-09-28 | 2018-04-04 | Evonik Degussa GmbH | Method for producing hydrogen cyanide |
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---|---|---|---|---|
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US3112215A (en) * | 1959-10-09 | 1963-11-26 | Lonza Ag | Preparation of catalytically active coatings |
DE3208774A1 (de) * | 1982-03-11 | 1983-09-15 | Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen | Verfahren zur herstellung von cyanwasserstoff unter gleichzeitiger bildung von aluminiumnitrid |
DE3723535A1 (de) * | 1987-07-16 | 1989-01-26 | Degussa | Verfahren zur herstellung von cyanwasserstoff |
DE3923034A1 (de) * | 1989-07-13 | 1991-02-07 | Degussa | Verfahren zur herstellung katalytisch wirksamer beschichtungen fuer die cyanwasserstoffherstellung |
US5234676A (en) * | 1992-04-16 | 1993-08-10 | The Dow Chemical Company | Method for aqueous processing of AlN and compositions therefrom |
US5250358A (en) * | 1992-09-02 | 1993-10-05 | Motorola, Inc. | Palladium thick film resistor containing boron nitride |
DE19617040C1 (de) * | 1996-04-27 | 1997-10-30 | Degussa | Verfahren zur Herstellung katalytisch wirksamer Beschichtungen für die Synthese von Cyanwasserstoff |
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- 1996-04-27 DE DE19617040A patent/DE19617040C1/de not_active Expired - Fee Related
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- 1997-04-25 US US08/845,447 patent/US5928984A/en not_active Expired - Lifetime
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- 1999-03-30 US US09/280,842 patent/US6048512A/en not_active Expired - Lifetime
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