DD225631A1 - Verfahren zur herstellung mechanisch fester, verformter, zeolithhaltiger katalysatoren - Google Patents

Abstract

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren, die sich durch besonders hohe Festigkeit und gute katalytische Aktivitaet auszeichnen. Die Aufgabe, ein solches Verfahren zu entwickeln, das technologisch einfach und energiesparend ist, wird geloest, indem erfindungsgemaess die verformten Katalysatoren in zwei Stufen bei 293 bis 333 K und bei 343 bis 393 K thermisch vorbehandelt, anschliessend fuer 30 Minuten bis 30 Stunden bei 283 bis 333 K an feuchter Luft zwischengelagert und danach bei 423 K bis 593 K nachbehandelt werden. Die nach der Erfindung hergestellten Katalysatoren sind fuer verschiedenartige Kohlenwasserstoffumwandlungsprozesse geeignet.

Description

Verfahren zur Herstellung mechanisch fester, verforrater, zeolithhaltiger Katalysatoren

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für zeolithhaltige Katalysatoren, die für verschiedenartige Kohlenwasserstoff umwandlungsprosesse eingesetzt werden können.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Katalysatoren, die eine Zeolithkomponente sowie gegebenenfalls Elemente der 6. und/oder 8. ITebengruppe des Periodensystems enthalten und für verschiedene KohlenwasserstoffumwandlungSr· prozesse, wie das Hydrospalten, das porenselektive Spalten, das katalytisch^ Cracken, Isomerisierungsreaktionen, Transoder Desalkylierungsprozesse usw. _f eingesetzt werden,sind an sich bekannt. Es 13t ,jedoch schwierig, Formungen aus zeolith-

haltigen Katalysatoren herzustellen, die eine für den Einsatz im technischen Reaktor genügend hohe mechanische Festigkeit aufweisen. Das trifft besonders für solche Katalysatoren zu, für die auf Grund der erforderlichen Aktivität und Selektivität der Zeolithanteil mindestens 60 Masse-% betragen muß. Ein häufig beschrittener Weg, um eine ausreichende mechanische Festigkeit der Katalyse torformlinge zu erzielen, ist eine Glüh» behandlung bei Temperaturen über 450 ⁰C. Eine solche Glühung ist aber nicht nur sehr energieaufwendig und für das katalytische Verhalten nachteilig, sondern bedingt auch eine beträchtliche Verringerung der Herstellungskapazität bzw. Steigerung des Investitionsaufwandes, da die technischen Glühzeiten einschlißlich Aufheiz- und Abkühlperiode zwischen 4 und 10 Stunden betragen. Sin Verzicht auf diese Glühstufen im Produktionsprozeß, wie es beispielsweise in DD-PS 157 158 vorgeschlagen wurde, führt aber allgemein zu einer verminderten mechanischen Festigkeit der erzeugten Katalysatorformlinge, die dann oftmals großtechnischen Bedingungen nicht mehr genügen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung mechanisch fester, verformter zeolithhaltiger Katalysatoren, die sich durch hohe katalytische Aktivität auszeichnen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung mechanisch fester, verformter, zeolithhaltiger Katalysatoren zu entwickeln, das technologisch einfach und energiesparend ist. Diese Aufgabe wird gelöst, indem erfindungsgemäß die verformten Katalysatoren in zwei Stufen bei 293 bis 333 K und bei 343 bis 393 K thermisch vorbehandelt, anschließend für 20 Minuten bis 30 Stunden bei 283 bis 333 K an feuchter Luft zwischengelagert und danach bei 423 bis 593 K nachbehandelt werden. Besonders günstig ist es, wenn der Katalysator während der Zwischenlagerung von feuchter Luft durchströmt wird, die

vorzugsweise 5 bis 50 g V/asser pro ITormkubikmeter Luft enthält. In einer bevorzugten Form der Erfindung wird der Katalysator während der Zwischenlagerung von einer Luftmenge durchströmt, die 2 bis 20 Volunenteile Luft pro Volunienteil Katalysator entspricht. Es ist weiterhin günstig, wenn der Katalysator bei Temperaturen zwischen 288 und 298 K vorzugsweise 0,5 bis 2 Stunden zwischengelagert wird.

Wichtig ist, daß vor dieser Zwischenlagerung bereits mindestens 65 ^c,'o des insgesamt mit der thermischen Behandlung verbundenen Masseverlustes eingetreten sind. Überraschenderweise wurde nämlich gefunden, daß durch eine derartige Zwischenlagerung die mechanische Festigkeit der Katalysatorfonnlinge erhöht wird.

Der erfindungsgemäß hergestellte Katalysator zeichnet sich durch eine mechanische Festigkeit aus, die bis zu 35 i* höher liegt als nach herkömmlichen Verfahren gefertigte Katalysatorformlinge des beschriebenen Typs und erreicht die durch Glühtechnologien erzielten Festigkeitswerte,

Ausführungsbeispiele Beispiel 1

7,0 kg eines mit 2Ti ⁺- und ΙΤΗ,⁺-1οηβη ausgetauschten Zeoliths vom Typ Y, mit einem ITi-Gehalt von 4,2 Llasse-^ sowie einem Rest-NapO-Gehalt von 2,8 I,Iasse-/S, werden mit 3,0 kg eines röntgenamorphen Alumo silikat es (SiO_?-Gehalt : 19,8 I.iasse-?j) sowie 0,95 kg Y/0-, (alle 3 Komponenten in feingemahlener Form mit einem Siebrückstand auf dem 63 ,um-Prüfsieb von 0 %) in einem Kneter zunächst 15 min trocken gemischt und anschließend durch allmähliche Zugabe von V/asser sowie einer wäßrigen Lösung von Polyvinylalkohol als Plastifikator (ca. 1 Masse-fS Polyvinylalkohol) knetend plastifiziert. Die hochplastische Masse wird anschließend mittels einer Einwellen-Schnecken-Strangpresse zu Strangformlingen zylindrischer Form mit einem Durchmesser von 7 mm verformt.

(Alle in diesem Beispiel angegebenen Zusammensetzungen beziehen sich auf das wasserfrei Material)

Beispiel 2 (erfindungsgemäßer Katalysator)

Eine feuchte Katalysatorprobe gemäß Beispiel 1 wurde 4 Stundden im schwachen Luftstrom bei 298 K gelagert und dann 3 Stunden bei 353 K in einem Trockenschrank getrocknet, sodann bei Umgebungstemperatur für 2 Stunden mit feuchter Luft in Berührung gebracht, die 15 g V/asser pro Normkubikmeter enthielt. Anschließend wurde die Probe 2 Stunden bei 593 K weitergetrocknet. Der Masseverlust durch die Trocknung betrug insgesamt 48,1 fo in Bezug auf die feuchte Ausgangsprobe. Bi3 zur Zwischenlagerung war ein Trocknungsverlust von 34,2 fj eingetreten.

Eine Zufallsauswahl von 30 Formungen der so behandelten Katalysatorprobe wurde einer Festigkeitsprüfung untersogen, wobei jeder Formling zwischen 2 pianparallelen Stahlplatten in einer Universalfestigkeitsprüfmaschine bis zum Bruch belastet wurde. Der Mittelwert der Bruchlast betrug 54,4 ITewton, der mittlere Fehler des Mittelwertes 3,4 %·

Beispiel 3 (Vergleichskatalysator)

Eine Katalysatorprobe gemäß Beispiel 1 wurde in einem Trockenschrank auf 953 K aufgeheizt und 2 Stunden bei dieser Temperatur getrocknet, wobei der Trocknungsverlust innerhalb des V/ägefehlers der gleiche war wie bei Beispiel 2. Die Festigkeitsprüfung von 30 Formungen gemäß Beispiel 2 ergab eine mittlere Bruchlast von 37,8 TTewton. Der mittlere Fehler des Mittelwertes betrug 3,5 %·

Claims (4)

1. Erfindungsanspruch

   1. Verfahren zur Herateilung mechanisch, fester, verfornter,
   zeolithhaltiger Katalysatoren, die gegebenenfalls Elemente der 6. und/oder 8. ITebengruppe des Periodensystems enthalten und die im Verlaufe ihrer Festigung keiner Glühung unterworfen werden, gekennzeichnet dadurch, daß die verformten Katalysatoren in zwei Stufen bei 293 bis 333 K und bei 343 bis 393 K thermisch vorbehandelt, anschließend für 20 Llinuten bis 30 Stunden bei 273 bis 328 K an feuchter Luft zwischengeiagert und danach bei 4-23 bis 593 K nachbehandelt
   werden.
2. 2. Verfahren zur Herstellung nach Punkt 1, gekennzeichnet
   dadurch, daß die Katalysatoren während der Zwischenlagerung von Umgebungsluft mit einer Feuchtigkeit von 5 bis 50 g
   V/asser pro ITomkubikmeter durchströmt werden, deren Menge

   2 bis 20 Volumenteile Luft pro Volumen Katalysator entspricht .
3. 3. Verfahren zur Herstellung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Katalysator 0,5 bis 2 Stunden zwischengelagert wird.
4. 4. Verfahren zur Herstellung nach Punkt Λ bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Katalysatoren bei 288 bis 298 K zwischengelagert werden.