NO323905B1 - Katalysatorbærer og fremgangsmåte for fremstilling derav. - Google Patents

Katalysatorbærer og fremgangsmåte for fremstilling derav. Download PDF

Info

Publication number
NO323905B1
NO323905B1 NO20014809A NO20014809A NO323905B1 NO 323905 B1 NO323905 B1 NO 323905B1 NO 20014809 A NO20014809 A NO 20014809A NO 20014809 A NO20014809 A NO 20014809A NO 323905 B1 NO323905 B1 NO 323905B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
microfibers
catalyst
determined
catalyst carrier
filler
Prior art date
Application number
NO20014809A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20014809D0 (no
NO20014809L (no
Inventor
Mats Nyström
Bozena Stanislawa Tokarz
Anna-Carin Dellve
Original Assignee
Akzo Nobel Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Akzo Nobel Nv filed Critical Akzo Nobel Nv
Publication of NO20014809D0 publication Critical patent/NO20014809D0/no
Publication of NO20014809L publication Critical patent/NO20014809L/no
Publication of NO323905B1 publication Critical patent/NO323905B1/no

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/248Reactors comprising multiple separated flow channels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J10/00Chemical processes in general for reacting liquid with gaseous media other than in the presence of solid particles, or apparatus specially adapted therefor
    • B01J10/007Chemical processes in general for reacting liquid with gaseous media other than in the presence of solid particles, or apparatus specially adapted therefor in the presence of catalytically active bodies, e.g. porous plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J16/00Chemical processes in general for reacting liquids with non- particulate solids, e.g. sheet material; Apparatus specially adapted therefor
    • B01J16/005Chemical processes in general for reacting liquids with non- particulate solids, e.g. sheet material; Apparatus specially adapted therefor in the presence of catalytically active bodies, e.g. porous plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/08Silica
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/16Clays or other mineral silicates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/58Fabrics or filaments
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B15/00Peroxides; Peroxyhydrates; Peroxyacids or salts thereof; Superoxides; Ozonides
    • C01B15/01Hydrogen peroxide
    • C01B15/022Preparation from organic compounds
    • C01B15/023Preparation from organic compounds by the alkyl-anthraquinone process
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/32Details relating to packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit of module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J2219/324Composition or microstructure of the elements
    • B01J2219/32458Paper
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/32Details relating to packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit of module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J2219/324Composition or microstructure of the elements
    • B01J2219/32466Composition or microstructure of the elements comprising catalytically active material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en katalysatorbærer, fremstilling av denne, en vandig oppslemming for anvendelse ved fremstilling av denne, en katalysator omfattende en slik bærer, samt anvendelse av katalysatorbæreren ved fremstilling av hydrogenperoksid.
Mange kjemiske prosesser innbefatter reaksjoner i gass og/eller væskefaser i kontakt med en fast katalysator. En slik katalysator omfatter ofte en bærer på hvilken et katalytisk aktivt materiale er avsatt. Bæreren tjener den hensikt å lette håndteringen av katalysatoren og gjøre overflate til volumforholdet høyt. Bæreren kan ofte foreligge i form av partikler (orientert tilfeldig når den er innført i en katalytisk reaktor) eller i form av strukturerte legemer (ikke tilfeldig anordnet når den er innført i en katalytisk reaktor).
Strukturerte legemer er spesielt lette å håndtere og fremstilles fra et fiberpapir impregnert med et bæremateriale på hvilket et katalytisk aktivt materiale kan avsettes. WO 97/31710 beskriver fremstilling av en katalysatorbærer ved impregnering av et mineralfiberpapir med en dispersjon av fyllmateriale, en sol og et dispergeringsmedium.
I fremgangsmåter innbefattende gass-væskereaksjoner kan katalysatoren utsettes for betydelig mekanisk påkjenning og det er vanskelig å produsere et strukturert legeme med tilstrekkelig varighet. Et eksempel på en slik gass-væske-reaksjon er hydrogenering av antrakinoner eller derivater derav, som er et viktig trekk ved antrakinonprosessen for fremstilling av hydrogenperoksid.
Det er en hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en katalysatorbærer som kan anvendes ved fremstilling av et strukturert katalysatorlegeme, med høy effektivitet så vel som høy og varig mekanisk styrke.
En annen hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte ved utførelse av katalytiske reaksjoner i nærvær av minst en væske og fortrinnsvis minst en gass.
En ytterligere annen hensikt er å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte ved fremstilling av hydrogenperoksid, spesielt i henhold til antrakinonprosessen.
I henhold til et trekk ved oppfinnelsen vedrører denne således en katalysatorbærer omfattende et fiberpapir impregnert med fortrinnsvis en vandig oppslemming inneholdende en silikasol, mikrofibrer og et fyllstoff, hvori mikrofibrene har en ekvivalent midlere partikkel-størrelse, bestemt ved sedigrafmetoden i området 200-30 000 nm, fortrinnsvis 500-10 000 nm. Fyllstoffet har en midlere ekvivalent partikkelstørrelse, bestemt ved sedigrafmetoden, i området 300-
10 000 nm, fortrinnsvis i området 1 000-4 000 nm.
Med sedigrafmetoden blir den ekvivalent midlere partikkelstørrelse bestemt ved sedimentering og evaluert ved 50% kumulativ vekt% som ekvivalent sfærisk diameter i henhold til Stokes lov. Fortrinnsvis ligger lengde til diameterforhold for mikrofibrene i området 3:1 til 40:1, mer foretrukket 6:1 til 20:1, bestemt fra et mikroskopbilde.
Oppfinnelsen vedrører ytterligere en fremgangsmåte for fremstilling av en katalysatorbærer omfattende trinnet å impregnere et fiberpapir med en oppslemming som definert over.
Oppfinnelsen vedrører også en oppslemming som definert over som kan anvendes for fremstilling av en katalysatorbærer.
Det er funnet at tilstedeværelse av mikrofiber innenfor de ovenfornevnte størrelser og lengde til diameterforhold, signifikant forbedrer varigheten av den strukturelle styrke av katalysatorbæreren, spesielt ved langtidsanvendelse i kontakt med den strømmende væske-gassblanding.
Egnede mikrofiber kan velges fra glassfiber, keramiske fibere eller mineralfibere slik som haloysitt, palygorskitt, wollastonitt eller blandinger derav, forutsatt at de tilfredsstiller de ovenfornevnte krav med hensyn til ekvivalent partikkelstørrelse og foretrukket lengde til diameterforhold.
Silika virker både som et bindemiddel og tilveiebringer det aktuelle bæremateriale med et høyt overflateareal i den ferdige katalysatorbærer, på hvilken et katalytisk aktivt materiale kan avsettes.
Egnede silikasoler er vandige og har fortrinnsvis en midlere partikkelstørrelse i område 5-100 nm, mer foretrukket 10-70 nm. Den foretrukne silikasol bør ha en bred partikkelstørrelsesfordeler. Passende bør det relative standard avviket for fordelingen av partikkelstørrelsen i solen være minst ca. 15%, fortrinnsvis minst 30% og kan eksempelvis være opp til 140% eller mer. Det relative standard avvik for partikkelstørrelsesfordelingen korresponderer til forholdet mellom standard avvik til partikkelstørrelsesfordelingen og den tallmidlere partikkelstørrelse og kan bestemmes ved anvendelse av den dynamiske lysspredningsmetode. Det er også mulig å anvende blandinger av silikasoler med forskjellige midlere partikkelstørrelser og/eller partikkelstørrelsesfor-delinger. Den midlere partikkelstørrelse for en silikasol med en bred partikkelstørrelsesfordeling er definert som partikkeldiameteren i en monodispers silikasol med sfæriske partikler med den samme overflateareal (bestemt med Sears<1 >titreringsmetode) per tørr vekt av silikasolen. Silikasolene kan være anioniske, kationiske eller avioniserte. Foretrukne silikasoler er anioniske og hovedsakelig stabilisert med ioner av ammonium, kalium og/eller natrium eller blandinger derav, ved pH over 7. Den foretrukne mengde silikasol (regnet som Si02) i oppsiemmingen ligger i området 40-90%, mer foretrukket i området 50-80 vekt% (som tørrvekt).
Egnede fyllstoffer kan eksempelvis velges fra talkum- eller leirematerialer, slik som bentonitt eller medlemmer av
smektitt- eller kaolingruppene, eller blandinger derav. Den foretrukne for fyllstoffpartiklene er ekvidimensjonale, det vil si formen har ingen signifikant forlengelse. Fortrinnsvis er den midlere lengde til diameterforhold for fyllstoff partiklene < 3:1, mest foretrukket < 2:1, bestemt fra et mikroskopbilde. Det er funnet at tilstedeværelse fyllstoff både øker oppslemmingens levetid før sedimentasjon starter og forbedrer varigheten og den mekaniske styrke av den ferdige katalysatorbærer.
Den totale lengde av mikrofibre og fyllstoff i oppslemmingen ligger i området 10-60%, mer foretrukket 20-50% regnet som tørrvekt. Fortrinnsvis er vektforholdet fyllstoff til mikrofiberen i området 0-3:1, mer foretrukket 1:3-2:1.
Hoveddelen av fibrene i det aktuelle fiberpapir som skal impregneres er fortrinnsvis lenger enn mikrofibrene anvendt i impregneringsoppslemmingen, ha en sann fiberdiameter i området 0,001-0,030 mm, fortrinnsvis 0,002-0,015 mm og en lengde som overstiger ca. 1 mm, fortrinnsvis overstigende ca. 3 mm. Det er ingen kritisk øvre grense for fiberlengden som eksempelvis kan være opp til 10 0 mm, 1 00 0 mm eller mer. Fiberpapiret er fortrinnsvis fremstilt fra mineral-ener glasfiber. Slike fibre er beskrevet i litteraturen, eksempelvis i de tidligere nevnte WO 97/31710 og i US 4391667.
Oppslemmingen anvendt for impregneringen av fiberpapirer kan fremstilles på enhver konvensjonell måte, eksempelvis under omrøring tilsette silikasol, mikrofibere og fyllstoffer til en væske, fortrinnsvis vann, til å gi en i det vesentlige homogen oppslemming med et totalt tørrstoff-innhold i området 35-75%, mer foretrukket 45-70%. Fiberpapiret kan impregneres med oppslemmingen på enhver egnet måte, eksempelvis med sprøyting eller dypping og deretter passende tørkes for å avdampe vann slik at silikasolen geler, eksempelvis ved en temperatur under 12 0°C, fortrinnsvis i området 20-100°C og passende i en tilstrekkelig lang tid for å fjerne i det vesentlige alt fritt vann. Gelingen kan påskyndes ved å tilsette salter, eksempelvis acetat eller nitrat av aluminium, zirkonium, magnesium, kalsium og/eller ammonium.
Selv om det ikke er nødvendig er det mulig å tilføre ytterligere additiver, slik som silikater, sulfater, fosfater eller karbonater av alkaliemetaller eller de tilsvarende syrer, eksempelvis for å justere pH. Impregneringen og tørketrinnene kan gjentas en, to eller flere ganger for å øke mengden av faststoffer på fiberpapiret. Etter en første og/eller etter den eventuelt andre ytterligere impregnering og tørketrinn er det mulig å oppvarme de impregnerte papiret i en oksiderende atmosfære opp til en høy temperatur, eksempelvis i området 450-850°C, fortrinnsvis 500-750°C i en tilstrekkelig lang tid til i det vesentlige å fjerne alt organisk materiale som måtte være til stede, hvilken tid som i de fleste tilfeller ligger i området 0,2-5 timer. Det impregnert og tørkede fiberpapir kan også impregneres ytterligere med en silikasol uten ytterligere fyllstoff og mikrofibre og deretter tørkes, hvilket er funnet å forbedre egenskapene for den ferdige katalysatorbærer.
Fiberpapiret som skal impregneres kan eksempelvis være i det vesentlige flatt eller korrugert og kan, før eller etter impregnering, formes til et strukturert legeme som fortrinnsvis er forsynt med gjennomgående kanaler med hvilken som helst egnet tverrsnittsform, for eksempel sirkulær, sinusformet, kvadratisk, trapesformet eller trekantet og fortrinnsvis med en midlere diameter i området 0,5-10 mm, mer foretrukket 1-3 mm. Eksempelvis er det mulig å kombinere flate og korrugerte ark av det impregnerte eller ikke-impregnerte fiberpapir til legemer med i det vesentlige parallelle gjennomgående kanaler (det vil si et monolittisk legeme) som beskrevet i WO 97/31710 eller US 4552748. Det er også mulig å produsere strukturerte legemer med andre former, eksempelvis forsynt med gjennomgående kanaler som i det vesentlige er parallelle med den påtenkte hovedstrøm av reaktantene for anvendelse i en kjemisk reaktor og passasjer perpendikulære med denne retning eller ikke-parallelle kanaler slik som i en statisk blander. Strukturerte legemer med i det vesentlige gjennomgående parallelle kanaler er mest foretrukket.
En katalysatorbærer fremstilt som beskrevet over har en porøs struktur av silika forsterket med fyllstoff og mikrofibre. Det totale innhold av silisium bestemt som Si02 etter gløding ved 1 000°C (for å fjerne i det vesentlige alt vann og organisk materiale) er fortrinnsvis 70-92 vekt%, mer foretrukket 75-88 vekt%, mens det totale innhold av kalsium og magnesium bestemt som CaO pluss MgO etter gløding er fortrinnsvis < 24 vekt%, og mer foretrukket < 18 vekt%. Det totale innhold av aluminium bestemt som A1203 etter gløding er fortrinnsvis 1-30 vekt%, mer foretrukket 2-20 vekt%, mens det totale innhold av natrium, kalium og jern, bestemt som Na20 pluss K20 pluss Fe203 etter gløding er fortrinnsvis < 3 vekt%, mer foretrukket < 2 vekt%. Det spesifikke overflateareal (BET-metoden) er fortrinnsvis 10-300 m<2>/g mer foretrukket 3 0-2 00 m<2>/g. Katalysatorbæreren utviser utmerket mekanisk styrke og varighet ved langtidsanvendelse i kjemiske prosesser.
Oppfinnelsen vedrører også fortrinnsvis en strukturert katalysator omfattende katalysatorbærere som definert overfor på hvilken er avsatt minst et katalytisk aktivt materiale, eksempelvis i en mengde i området 0,1-50 vekt%, fortrinnsvis 0,2-2 5 vekt%. Egnede katalytisk aktive materialer kan eksempelvis velges blant metaller og blandinger av metaller (fortrinnsvis i deres metalloksid-og/eller sulfidformer)fra gruppen VIII B og I B i den periodiske tabell, fortrinnsvis nikkel, palladium, platina, kobolt, rhodium, ruthenium, gull, sølv eller blandinger derav, mest foretrukket er minst en av nikkel, palladium, platina og gull, hvorav palladium eller blandinger omfattende minst 50 vekt% palladium er spesielt foretrukket.
Oppfinnelsen vedrører ytterligere fremstilling av en strukturert katalysator som beskrevet ovenfor, omfattende et avsetningstrinn av minst et katalytisk aktivt materiale på katalysatorbæreren som også er beskrevet over. Avsetningen kan utføres ved kjente fremgangsmåter eksempelvis innbefatter trinnene å impregnere katalysatorbæreren med en oppløsning av et katalytisk aktivt metall og deretter underkaste den impregnert bærer for et reduserende middel og dermed utfelle metallet. Egnede fremgangsmåter er beskrevet i litteraturen, eksempelvis i US 4521531 eller EP 878235.
Ytterligere gjelder oppfinnelsen anvendelse av en foretrukket, strukturert katalysator som beskrevet over i en kjemisk prosess som innbefatter å kontakte katalysatoren med minst en væske og fortrinnsvis med minst en gass og minst en væske. En eller flere blokker av den strukturerte katalysator som beskrevet over kan foreligge i form av et sjikt i en reaktor, gjennom hvilke reaktantene fortrinnsvis strømmer medstrøms. Eksempler på slike prosesser innbefatter katalytisk hydrogenering for å redusere nitrat, nitritt til nitrogen i vandige oppløsninger og reaksjoner som utføres med strukturert katalyse i form av immobilisert biokatalysator (eksempelvis enzym, celler).
I henhold til et fordelaktig trekk til oppfinnelsen anvendes katalysatoren i en prosess for hydrogenering av en organisk forbindelse i væskefase, eksempelvis oppløst i et flytende oppløsningsmiddel, og som bringes i kontakt med hydrogen i gassfase i kontakt med katalysatoren som beskrevet over. Eksempler på slike prosesser er hydrobehandling av pyrolysebensin, hydrogenering av nitrobenzen til anilin og fettherding.
Et spesielt fordelaktig trekk ved oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av hydrogenperoksid i henhold til antrakinonprosessen som innbefatter alternerende oksidasjon og hydrogenering av antrakinoner eller derivater derav i en arbeidsoppløsning av organisk oppløsningsmiddel hvori arbeidsoppløsningen og gassformig hydrogen bringes til å strømme gjennom et sjikt av minst en strukturert katalysator som beskrevet over.
Hydrogeneringen utføres passende ved en temperatur i området 0-100°C, fortrinnsvis 40-70°C og ved et trykk i området 10-1 500 kPa, fortrinnsvis 200-600 kPa. Fortrinnsvis anvendes alkylerte antrakinoner som 2-alkyl-9, 10-antrakinoner, og/eller deres tetrahydroformer. Eksempler på nyttige alkylantrakinoner er 2-etylantrakinon, 2-ter-butylantrakinon, 2-heenylantrakinon, eutektiske blandinger av alkylantrakinoner, blandinger av 2-amylantrakinoner og deres tetrahydorderivater. Arbeidsoppløsningen kan passende omfatte en eller flere kinonoppløsningsmidler eller en eller flere hydrokinonoppløsningsmidler. Egnede kinonoppløsningsmidler innbefatter aromatiske, alifatiske eller nafteniske hydrokarboner, eksempelvis benzen, alkylerte eller polyalkylerte benzener slik som tert-butylbenzen eller trimetylbenzen, alkylert toluen naftalen slik som tert-butyltoluen eller metylnaftalen. Egnede oppløsningsmidler for hydrokinon kan innbefatte alkylfosfater, alkylfosfonater, nonyl alkoholer, alkylsykloheksanol estere, N,N, dialkyl carbonamider, treaalkyl urea, N-alkyl-2-pyrrolidoner. Spesielt foretrukne hydrokinon oppløsningsmidler er beskrevet i US patent nr. 4800073 og 4800074 og innbefatter alkylsubstituerte kaprolaktamer og sykliske ureaderivater, slik som N,N'-dialkylsubstituert alkylenurea.
Ytterligere detaljer vedrørende antrakinonprosessen kan finnes i litteraturen, eksempelvis i Kirk-Othmer, "Encyclopedia of Chemical Technology", 4. utgave, 1993, Vol. 13, ss. 961-995, US 4552748 og US 5063043.
Det er funnet at katalysatoren i henhold til oppfinnelsen har høy aktivitet og langtids stabilitet, selv om den utsettes for betydelig mekanisk belastning, slik som ved hydrogeneringstrinnet i antrakinonprosessen for fremstilling av hydrogenperoksid.
Oppfinnelsen skal beskrives med henvisning til de følgende eksempler.
Eksempel
Vandige oppslemminger A-F ble fremstilt ved å tilsette en silikasol og en eller flere ytterligere additiver til vann og bibeholde oppløsningen under omrøring inntil en homogen oppslemming ble erholdt. Som en referanse ble også en ren silikasol anvendt i eksempel G. Silikasolen i alle eksempler var anionisk og hadde et Si02-innhold på 5 0 vekt%, en pH i området 8,5-10 og en bred partikkelstørrelsesfordeling med partikkelstørrelser fra 10 nm til 200 nm, et relativt tallmessig standard avvik på 42% og en midlere partikkelstørrelse på 35 nm.
A. 16 kg vann, 84 kg silikasol og 11 kg keramisk mikrofibre med en aluminiumsilikatsammensetning ble blandet til en oppslemming. Keramiske fibre med diametere i området 1 000-5 000 nm og med et lengde til diameterforhold på 10 og høyere ble anvendt. Stabiliteten og jevnheten var kun middels, men oppslemmingen kunne imidlertid anvendes for impregnering av fiberpapirlegemer.
B. 84 kg av det samme silikasol som i A, 30 kg silikasol"12" og 3 0 kg mineralfibere av wollastonitt ble blandet til en oppslemming. Silikasol"12" hadde Si02-innhold på 40 vekt% og var monodispers med en midlere partikkelstørrelse på 12 nm. Mineralfibere med en midlere partikkelstørrelse på 4 300 nm og et lengde til diameterforhold på 8:1 ble anvendt. Stabiliteten og jevnheten var kun middels, men oppslemmingen kunne imidlertid anvendes for impregnering av fiberpapirlegemer.
C. Samme oppslemmingssammensetning som for B ble anvendt, med det unntak at den ekvivalente midlere
partikkelstørrelse for mineralfibrene var ca. 20 000 nm og lengde til diameterforholdet var ca. 6:1. Stabiliteten og jevnheten var middels, men oppslemmingen gav ikke en helt jevn drenering av fiberpapirlegemet. D. 6 kg av den samme silikasol som i A, 0,6 kg av den samme mineralfiber av wollastonitt som i B og 0,4 kg mineralfiber av palygorskitt ble blandet til en oppslemming. Det ble anvendt palygorskitt med fiberdiameter på ca. 100 mn og med et lengde til diameterforhold på ca. 10. Stabiliteten og jevnheten var god og oppslemming kunne anvendes til impregnering av fiberpapirlegemer.
E. 10 0 kg av den samme silikasol som A, 10 kg av den samme mineralfiber av wollastonitt som i B og 20 kg fyllstoff av kaolin ble blandet til en oppslemming. Det anvendte kaolinfyllstoff hadde en ekvivalent partikkelstørrelse på 2 000 nm. Stabiliteten og jevnheten var god og oppslemmingen kunne anvendes for impregnering av fiberpapirlegemer.
F. Den samme oppsiemmingsblanding som for E ble anvendt, men med den unntakelse at fyllstoffet av kaolin hadde en midlere ekvivalent partikkelstørrelse på 400 nm. Stabiliteten og jevnheten var god oppslemmingen kunne anvendes for impregnering av fiberpapirlegemer.
G. Den samme silikasol som i A ble anvendt uten fortynning eller additiver. Stabiliteten og jevnheten var utmerket og kunne anvendes for impregnering av fiberpapirlegemer.
Flate og korrugerte ark av mineralfiber ble kombinert med strukturerte legemer i det vesentlige parallelle gjennomgående kanaler med en diameter på 1-3 mm (dvs. et monolittisk legeme) som beskrevet i US 4552748. Hver og en av de ovenforviste prøver ble anvendt for fremstilling av katalysatorbærere ved neddypping av slike likt legemer av mineralfiberpapir etterfulgt av lufttørking i 70-360 min. ved 40-90°C og oppvarming i luft i 120-300 min. til en maksimal temperatur på 500-600°C.
For "prøve A" ble dypping og tørking gjentatt en gang. Fore "prøve G" ble dypping og tørking gjentatt tre ganger.
BET-overflaten og sammensetningen ble bestemt for hvert impregnert stykke. Den mekaniske styrken ble klassifisert som "eksellent", "god", "middels" og "dårlig" ved å presse en stav med en dimeter på 15 mm inn i prøvestykkene. Erosjonshastighet ble bestemt ved å føre gass og væske gjennom de monolittiske legemer inntil ødeleggelse på grunn av tapt fast materiale kunne påvises. Katalytisk aktivitet ble bestemt i en benkskalareaktor for hydrogenering i en arbeidsoppløsning fra en antrakinonprosess. Like mengder palladium ble avsatt på de monolittiske legemer før hydrogenering. Resultaten fremgår av den etterfølgende tabell: Prøve "E-plus" ble fremstil fra samme prøve "E", men med den forskjell at mellom dypping i oppslemmingen og tørking ble det strukturerte legemet dyppet i en vandig oppløsning av 3,3 vekt% magnesiumacetat i 8 min. ved romtemperatur.
Det er fastslått at prøvene innbefattende mikrofibre i oppslemmingen utviste betydelig lavere erosjonshastighet. Erosjonshastigheten er også lavere for prøvene med lavere initial mekanisk styrke, slik som observert for prøve E. Det kan også fastslås at høy katalytisk aktivitet kan bibeholdes selv når mikrofibrene er innbefattet i strukturene.

Claims (17)

1. Katalysatorbærer omfattende et fiberpapir impregnert med en oppslemming, karakterisert ved at oppslemmingen omfatter silikasol, mikrofibere og fyllstoff, hvor mikrofibrene har en ekvivalent midlere partikkelstørrelse, bestemt med sedigrafmetoden, i området 200-30 000 nm og fyllstoffet har en midlere ekvivalent partikkelstørrelse, bestemt med sedigrafmetoden i området 300-10 000 nm.
2. Katalysatorbærer ifølge krav 1, hvor mikrofibrene har en midlere partikkelstørrelse, bestemt med sedigrafmetoden, i området 500-10 000 nm.
3. Katalysatorbærer ifølge ethvert av kravene 1-2, hvor det midlere lengde til diameterforhold for mikrofibrene ligger i området 3:1-40:1, bestemt på et mikroskopbilde.
4. Katalysatorbærer ifølge ethvert av kravene 1-3, hvor mikrofibrene er valgt fra glassfiber, keramiske fibere og mineralfibere eller blandinger derav.
5. Katalysatorbærer ifølge krav 4, hvor mikrofibrene er mineralfibre valgt fra halloysitt, palygorskitt, wollastonitt eller blandinger derav.
6. Katalysatorbærer ifølge ethvert av kravene 1-5, hvor fyllstoffet har en ekvivalent midlere partikkelstørrelse, bestemt med sedigrafmetoden, i området 1 000-4 000 nm.
7. Katalysatorbærer ifølge ethvert av kravene 1-6, hvor fyllstoffpartiklene er nær ekvidimensjonale og det midlere lengde til diameterforhold for fyllstoffpartiklene er mindre enn 3:1, bestemt på et mikroskopbilde.
8. Katalysatorbærer ifølge ethvert av kravene 1-7, hvor fyllstoffet er valgt fra talkum, bentonitt eller medlemmer av smektitt- eller kaolingruppene av leiremineraler eller blandinger derav.
9. Katalysatorbærer ifølge ethvert av kravene 1-8, hvor hoveddelen av fibrene i fiberpapiret som skal impregneres, er lengre enn mikrofibrene anvendt i impregneringsoppslemmingen.
10. Katalysatorbærer ifølge ethvert av kravene 1-9, hvor den har form som et strukturert legeme forsynt med gjennomgående kanaler.
11. Fremgangsmåte ved fremstilling av en katalysatorbærer ifølge ethvert av kravene 1-10, karakterisert ved at den omfatter et trinn av å impregnere et fiberpapir med en oppslemming omfattende en silikasol, mikrofibere og et fyllstoff, hvor mikrofibrene har en ekvivalent midlere partikkelstørrelse, bestemt med sedigrafmetoden, i området 200-30 000 nm, og fyllstoffet har en midlere ekvivalent partikkelstørrelse bestemt ved sedigrafmetoden, i området 300-10 000 nm.
12. Vandig oppslemming nyttig ved fremstilling av en katalysatorbærer ifølge ethvert av kravene 1-10, karakterisert ved at den omfatter en silikasol, mikrofibere og et fyllstoff, hvor mikrofibrene har en ekvivalent midlere partikkelstørrelse, bestemt ved sedigrafmetoden, i området 200-30 000 nm, og fyllstoffet har en midlere ekvivalent partikkelstørrelse, bestemt ved sedigrafmetoden, i området 300-10 000 nm.
13. Katalysator, karakterisert ved at den omfatter en katalysatorbærer ifølge ethvert av kravene 1-10, på hvilken er avsatt minst et katalytisk aktivt materiale.
14. Katalysator ifølge krav 13, hvor det katalytiske aktive materialet er valgt fra nikkel, palladium, platina, kobolt, rhodium, ruthenium, gull, sølv eller blandinger derav.
15. Anvendelse av katalysatorene ifølge ethvert av kravene 13-14 i reaksjoner som innbefatter å bringe katalysatoren i kontakt med minst én væske.
16. Fremgangsmåte ved hydrogenering av en organisk forbindelse i væskefase, karakterisert ved at væskefasen bringes til omsetning med hydrogen i gassfase i kontakt med en katalysator ifølge hvilket som helst av kravene 13-14.
17. Fremgangsmåte ved fremstilling av hydrogenperoksid i henhold til antrakinonprosessen innbefattende alternerende oksidasjon og hydrogenering av antrakinoner eller derivater derav i en arbeidsoppløsning av organisk oppløsningsmidler, karakterisert ved at arbeidsoppløsningen og gassformig hydrogen bringes til å strømme gjennom et sjikt av minst én strukturert katalysator i henhold til ethvert av kravene 13-14.
NO20014809A 2000-10-06 2001-10-03 Katalysatorbærer og fremgangsmåte for fremstilling derav. NO323905B1 (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP00850158A EP1195196A1 (en) 2000-10-06 2000-10-06 Catalyst carrier comprising a fibre paper impregnated with micro fibres, process for its production and its uses

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20014809D0 NO20014809D0 (no) 2001-10-03
NO20014809L NO20014809L (no) 2002-04-08
NO323905B1 true NO323905B1 (no) 2007-07-16

Family

ID=8175676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20014809A NO323905B1 (no) 2000-10-06 2001-10-03 Katalysatorbærer og fremgangsmåte for fremstilling derav.

Country Status (12)

Country Link
EP (1) EP1195196A1 (no)
JP (1) JP3824513B2 (no)
KR (1) KR100498787B1 (no)
CN (1) CN1164366C (no)
BR (1) BR0104364A (no)
CA (1) CA2357964C (no)
DK (1) DK1195197T3 (no)
ES (1) ES2549153T3 (no)
NO (1) NO323905B1 (no)
PL (1) PL205173B1 (no)
PT (1) PT1195197E (no)
RU (1) RU2215578C2 (no)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8062623B2 (en) 2004-10-15 2011-11-22 Velocys Stable, catalyzed, high temperature combustion in microchannel, integrated combustion reactors
US7566441B2 (en) 2004-10-15 2009-07-28 Velocys Methods of conducting catalytic combustion in a multizone reactor, and a method of making a thermally stable catalyst support
WO2006044819A2 (en) * 2004-10-15 2006-04-27 Velocys, Inc. Stable, catalyzed, high temperature combustion in microchannel, integrated combustion reactors, methods of conducting catalytic combustion in a multizone reactor, and method of making a thermally stable catalyst support
US9173967B1 (en) 2007-05-11 2015-11-03 SDCmaterials, Inc. System for and method of processing soft tissue and skin with fluids using temperature and pressure changes
US8507401B1 (en) 2007-10-15 2013-08-13 SDCmaterials, Inc. Method and system for forming plug and play metal catalysts
US9149797B2 (en) * 2009-12-15 2015-10-06 SDCmaterials, Inc. Catalyst production method and system
RU2455067C1 (ru) * 2011-02-11 2012-07-10 Учреждение Российской академии наук Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения РАН (ИППУ СО РАН) Способ приготовления носителей для катализаторов на основе стеклотканей и носители для катализаторов
RU2486957C1 (ru) * 2011-12-23 2013-07-10 Наталья Васильевна Мальцева Способ приготовления катализатора и катализатор окисления водорода для устройств его пассивной рекомбинации
CN105592921A (zh) 2013-07-25 2016-05-18 Sdc材料公司 用于催化转化器的洗涂层和经涂覆基底及其制造和使用方法
US9427732B2 (en) 2013-10-22 2016-08-30 SDCmaterials, Inc. Catalyst design for heavy-duty diesel combustion engines
US9687811B2 (en) 2014-03-21 2017-06-27 SDCmaterials, Inc. Compositions for passive NOx adsorption (PNA) systems and methods of making and using same
JP6932712B2 (ja) * 2016-03-09 2021-09-08 ユミコア・アクチエンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフトUmicore AG & Co.KG 不織繊維材料をベースとしたハニカム触媒の作製方法
WO2017153237A1 (en) * 2016-03-09 2017-09-14 Haldor Topsøe A/S Non-woven fibrous material-based honeycomb catalyst
RU2624216C1 (ru) * 2016-06-02 2017-07-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (ИК СО РАН) Микроволокнистый носитель для катализаторов и способ его приготовления
CN106486687B (zh) * 2016-11-21 2019-03-19 重庆大学 光催化产过氧化氢与光催化燃料电池耦合系统
CN108786928A (zh) * 2017-07-05 2018-11-13 中国石油天然气股份有限公司 一种柴油加氢催化剂载体及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997031710A1 (en) * 1996-03-01 1997-09-04 Ab Carl Munters A method for manufacturing a support material for catalysis
JPH1015396A (ja) * 1996-07-09 1998-01-20 Babcock Hitachi Kk 織布繊維を用いた触媒担体およびその製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5817841A (ja) * 1981-07-24 1983-02-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排ガス処理用触媒短繊維担体
JPS58153538A (ja) * 1982-03-08 1983-09-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 酸化触媒体
JPS61242642A (ja) * 1985-04-18 1986-10-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 複合ハニカム触媒体
DE69019228T2 (de) * 1989-05-19 1996-01-04 Sakai Chemical Industry Co Ozonspaltung.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997031710A1 (en) * 1996-03-01 1997-09-04 Ab Carl Munters A method for manufacturing a support material for catalysis
JPH1015396A (ja) * 1996-07-09 1998-01-20 Babcock Hitachi Kk 織布繊維を用いた触媒担体およびその製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry: 'Silicates' 5th ed., 1993, vol A23 side 672, 702-706. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2215578C2 (ru) 2003-11-10
PT1195197E (pt) 2015-10-26
CA2357964A1 (en) 2002-04-06
NO20014809D0 (no) 2001-10-03
KR20020030015A (ko) 2002-04-22
PL205173B1 (pl) 2010-03-31
ES2549153T3 (es) 2015-10-23
KR100498787B1 (ko) 2005-07-01
EP1195196A1 (en) 2002-04-10
JP2002177795A (ja) 2002-06-25
CN1357411A (zh) 2002-07-10
CN1164366C (zh) 2004-09-01
NO20014809L (no) 2002-04-08
PL349992A1 (en) 2002-04-08
BR0104364A (pt) 2002-06-04
DK1195197T3 (en) 2015-10-19
JP3824513B2 (ja) 2006-09-20
CA2357964C (en) 2005-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO323905B1 (no) Katalysatorbærer og fremgangsmåte for fremstilling derav.
RU2400301C2 (ru) Подложка носителя катализатора, покрытая композицией грунтовки, содержащей волокнистый материал
US6787497B2 (en) Chemical product and process
EP0586820B1 (en) Method for producing a Phosphate-alumina composition of controlled pore size for use in catalysts
KR101121424B1 (ko) 나노결정 제올라이트 와이 촉매를 이용한 탄화수소 알킬화방법
GB2166970A (en) Silica-alumina-rare earth cogels
CN105126928B (zh) 一种改性介孔硅铝材料的制备方法
JPS59154134A (ja) 多孔性ゲル触媒担体およびそれをベ−スにした触媒
CN104307559A (zh) 一种脱除芳烃中烯烃的整体式催化剂及其制备方法
RU2005139395A (ru) Способ и катализатор для удаления мышьяка и соединений одного или более других металлов из исходного углеводородного сырья
KR20040035692A (ko) 미세 다공성 또는 중간 다공성 코팅을 구비한 광물성 섬유
EP1195197B1 (en) Catalyst carrier comprising a fibre paper impregnated with micro fibres, process for its production and its uses
CA2569123A1 (en) Fcc process using mesoporous catalyst
NO126421B (no)
JPH0328119A (ja) ゼオライト
WO1999043195A2 (en) A catalyst based on titanium and method for its preparation
KR100236756B1 (ko) 탈수소 반응용 촉매의 제조방법
CN100577772C (zh) 一种规整催化剂及其在蒸汽裂解中的应用
KR19990042914A (ko) 대기공 촉매의 제조방법
CN118162130A (zh) 蒽醌加氢反应用钯催化剂的制备方法
KR20000039911A (ko) 탈수소반응용 대기공 촉매지지체의 제조방법
JPS63162046A (ja) 触媒担体

Legal Events

Date Code Title Description
CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: AKZO NOBEL CHEMICALS INTERNATIONAL B.V., NL

MM1K Lapsed by not paying the annual fees