DD248064A1 - Mehrkomponenten-oxid-komplex-katalysator - Google Patents
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Abstract
Ziel der Erfindung ist es, in einfacher unkomplizierter Weise einen leicht regenerierbaren Mehrkomponenten-Oxid-Komplex-Katalysator insbesondere fuer Kohlenwasserstoffumwandlungen zu schaffen, so dass dadurch der Katalysatortraeger mehrfach verwendbar ist. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass durch eine Plasmareaktion stark mikrostrukturierte Oxidschichten auf dem Katalysatortraeger erzeugt werden, die neben den Grundmetalloxiden bis zu 10% Oxide der Metalle Mn, Mo, Cu, Ni, Fe in verschiedenen Oxidationsstufen enthalten. Diese werden durch unkompliziertes Abloesen entfernt und bei gleichbleibender Schichtqualitaet mehrfach regeneriert.
Description
Es ist bekannt, daß viele Metalloxide.wie γ-ΑΙ2θ3, TiO2 - x, Mn2O3, Spinelle, Mischoxide, Mischkristalle und Mehrkomponentensysteme, in denen Metalle unterschiedlicher Wertigkeit auftreten, eine besonders hohe katalytische Aktivität aufweisen. Katalysatorträger verschiedener Konstruktionen werden mit diesen katalytisch aktiven Komponenten beschichtet. Dabei kommen Verfahren wie Plasmaspritzen (DE-OS 2025430), thermische Oxidation, Zwischenbeschichtung mit AI2O3 zur Oberflächenvergrößerung (DE-PS 2151416) oder einfaches Spülen mit y-AI2O3-haltigen Lösungen (DD-WP 140989) zur Anwendung. Die auf diese Weise beschichteten Katalysatorträger müssen in weiteren Verfahrensschritten wie Tränken, Trocknen, Kalzinieren, Aktivieren gebrauchsfähig gemacht werden.
Besonders nachteilig wirkt sich die geringe Abriebfestigkeit der katalytisch aktiven Komponenten auf den Reaktionsablauf aus, so daß dadurch Verstopfungen besonders bei Rohrbündelreaktoren auftreten (GB-PS 1241703). Nachfolgendes Festsintern der katalytisch aktiven Komponenten führt zu porösitätsmindemden Verdichtungen und zu Aktivitätsverlusten. Des weiteren sind Probleme der Regenerierbarkeit solcher Katalysatoren noch nicht geklärt. Dadurch sind die Herstellung und die Regenerierung solcher Katalysatoren sehr kostenaufwendig.
Ziel der Erfindung .
Ziel der Erfindung ist es, in unkomplizierter Weise, mit geringem technologischen Aufwand einen Mehrkomponenten-Katalysator insbesondere für Kohlenwasserstoffumwandlungsprozesse, der leicht regenerierbar, so daß dadurch der Katalysatorträger mehrfach verwendbar ist, zu schaffen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Mehrkomponenten-Oxid-Komplex-Katalysator auf Katalysatorträgern aus Ti, Ta, Nb, Zr, Al, Sb, Bi sowie deren Legierungen zu schaffen, der eine große spezifische Oberfläche besitzt, mechanisch abriebfest und selektiv wirkend ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf dem Katalysatoträger durch anodische Oxidation unter Funkenentladung hoch poröse, amorphe, substratspezifische Oxide gebildet sind, die zusätzlich mit selektiv wirkenden Komponenten wie Übergangsmetalloxide, Mischkristalle oder Kristallgemische bilden. Diese Komponenten sind in gelöster oder dispergierter Form Bestandteil der wäßrigen Elektrolyte. Es wurde gefunden, daß auf einem Katalysatorträger aus Ti, Ta, Nb, Zr, Al, Sb, Bi in einem manganhaltigen Elektrolyten durch einefunkenentladungsbedingte Plasmareaktion bis zu 10% Metalloxide des Mangans entstehen insbesondere die Ionen Mn2+, Mn3+, Mn4+, die für Kohlenwasserstoffumwandlungsprozesse selektiv wirksam sind. Durch die partiellen Oberflächenaufschmelzungen kommt es bei Verwendung von Aluminiumkatalysatorträgern zur Spinell- (MnAI2O4) und/oder Mischkristallbildung (Mn2O3/AI2O3). Durch das sofortige Abkühlen der erschmolzenen Oberfläche bilden sich amorphe und/oder mikrokristalline Bezirke aus, so daß sich die Metallionen zum Teil in koordinativ ungesättigter Umgebung befinden und damit zusätzlich aktive Zentren vorhanden sind. Die Oberfläche ist stark porös und mikrostrukturiert, wodurch die große spezifische Oberfläche erreicht wird und besitzt eine
hohe Abriebfestigkeit. _ _ . ;
" Wider Erwarten tritt das vorher beschriebene komplizierte Festkörpersystem auch auf AI,Ti,Ta,Nb,Zr.Sb,Bi und deren Legierungen und mit anderen Übergangsmetallionen insbesondere Mn, Mo, Cu, Ni, Fe in verschiedenen Wertigkeitsstufen auf, die selektiv auf Kohlenwasserstoffumwandlungsprozesse wirksam sind.
Die 3 bis 50/u.m dicken Schichten bestehen aus einem Zweischichtverbund. An der Oberfläche befindet sich die selektiv wirkende Schicht. Zwischen dieser Schicht und dem Grundmetall liegt eine bis zu 10μ.ηη dicke Zwischenschicht, bestehend aus niederen Oxiden des Grundmetalls.
Diese Zwischenschicht gewährleistet einen Ladungsaustausch in Form von charge-transfer Übergängen zwischen den verschiedenen Oxidationsstufen der schichtbildenden Ionen.
Vebrauchte Mehrkomponenten-Oxid-Komplex-Katalysatoren werden durch unkompliziertes Ablösen der hochporösen Schicht von der Oberfläche des Katalysatorträgers entfernt und erfindungsgemäß durch erneute anodische Oxidation unter Funkenentladung in den entsprechenden Elektrolyten regeneriert. Die Regenerierung erfolgt in gleichbleibender Schichtqualität und ist SO oft wifirifirhnlhflfwif! Her Katnlvsatnrtränpr moi-hanici-h nnch o+ohM lot
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben werden.
Ein Katalysatorträgernetz aus Al wird in einem wäßrigen Elektrolyten, welcher 0,5 mol/l NaF, 0,5mol/l Na2CO3 und 4 · 10~2mol/l KlVInO4 enthält, einer anodischen Oxidation unter Funkenentladung bei einer Spannung von 140V bis zur Ausbildung einer 15μΐτι dicken Oxidschicht unterzogen. Diese besteht zu 70% aus röntgenamorphen Aluminiumoxiden und zu 6Ma.-% aus Manganoxiden, wobei Mangan in den Oxidationstufen Mn2+, Mn3+, Mn4+ vorliegt. Nach dem Einsatz in einem Kohlenwasserstoffumwandlungsprozeß erfolgt die Regenerierung durch Ablösen der Schicht in 10%iger NaOH. Nach einer Zwischenspülung in H2O wurde auf dem Katalysatorträger im gleichen Elektrolyt die Schicht erneut erzeugt. Die Regenerierung wurde 50 mal in dieser Weise wiederholt bei unveränderter selektiver Wirksamkeit und mechanischer Stabilität.
Claims (1)
- Mehrkomponenten-Oxid-Komplex-Katalysator auf der Basis metallischer Katalysatorträger, gekennzeichnet dadurch, daß eine 3 bis 50μΐη starke selektiv wirkende und regenerierbare Schicht Ionen mehrerer Wertigkeitsstufen der Metalle Ti und/oder Ta und/oder Nb und/oder Zr und/oder Al und/oder Sb und/oder Bi und/oder der Übergangsmetallionen Mn, Mo, Cu, Ni, Fe bei Konzentrationen bis 10% enthält und amorphe und/oder mikrokristalline Bezirke bis zu 80% ausgebildet sind sowie zwischen dieser Schicht und dem Grundmetall eine bis zu 10μΐη starke Zwischenschicht mit niederen Oxiden des Grundmetalls vorliegt.Anwendungsgebiet der ErfindungDie Erfindung betrifft einen regenerierbaren Mehrkomponenten-Oxid-Komplex-Katalysator auf einem Katalysatorträger für Kohlenwasserstoffumwandlungen.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD28917186A DD248064A1 (de) | 1986-04-16 | 1986-04-16 | Mehrkomponenten-oxid-komplex-katalysator |
Applications Claiming Priority (1)
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| DD28917186A DD248064A1 (de) | 1986-04-16 | 1986-04-16 | Mehrkomponenten-oxid-komplex-katalysator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DD248064A1 true DD248064A1 (de) | 1987-07-29 |
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ID=5578226
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| DD (1) | DD248064A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19852150A1 (de) * | 1998-11-12 | 2000-05-18 | Waldemar Krysmann | Schalenkatalysator auf metallischer Unterlage und Verfahren zu dessen Herstellung |
-
1986
- 1986-04-16 DD DD28917186A patent/DD248064A1/de not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
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| DE19852150A1 (de) * | 1998-11-12 | 2000-05-18 | Waldemar Krysmann | Schalenkatalysator auf metallischer Unterlage und Verfahren zu dessen Herstellung |
| DE19852150C2 (de) * | 1998-11-12 | 2001-10-18 | Waldemar Krysmann | Schalenkatalysator auf metallischer Unterlage aus sperrschichtbildendem Metall und Verfahren zu dessen Herstellung |
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