138592. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hidrogén és oxigén katalitos reagáltatására és hozzávaló katalizátor

2 138592. tatása útján történhet, mimellett a hidrogén vagy a gáz eredeti összetevője, mint pl. ha az oxigéntől mentesítendő gáz hidrogénből áll, vagy pedig a gázhoz azzal a külön 5 céllal szándékosan hozzákevert adalék-elem lehet, hogy azt oxigénnel katalilosan reagáltassuk s ekként az utóbbit kiküszöböljük. Hasonlóképpen a nitrogénnek levegőből való előállítása ugyancsak foganatosíit-10 ható az oxigénnek szándékosan hozzákevert hidrogénnel való katalitos reagáltatása útján, minek eredményeképpen a nitrogén marad meg gyakorlatilag egyedüli maradékelemként. 15 Azt találtuk, hogy az oxigén és hidrogén katalitos reagáltatása nagyon hatásosan megy végbe alumíniumoxidból és (vagy) cirkondioxidból álló hordozóra felvitt palládium-katalizátor jelenlétében. Azt talál-20 tuk, hogy az ilyen katalizátort az egyéb hidrogén oxidálására váló, eddig ismert katalizátoroktól alacsony hőfokokon, mint pl. szobahőmérséklieten mutatkozó nagy hatékonysága különbözteti meg. Az e ka-25 talizátor jelenlétében lefolyó reakciót tehát nemcsak szobahőmérsékleten történő fellépése jellemzi, hanem rendkívüli hatékonysága is, vagyis a reagensek legcsekélyebb mennyiségeinél is fennmaradó az a képes-30 sége, hogy az oxigént és hidrogént egymással gyorsan reagáltassa. A reakciót még az az előny is jellemzi, hogy a katalizátor katalitos hatékonyságát nem befolyásolja károsan, ha a ka'alizátort esetlegesen vagy 35 tartósain magas hőmérséküeJeknék tesszük ki, úgy, hogy a katalizátor mind az alacsony, mind pedig az akár szándékosan. akár pedig a hidrogén elégése következtében fellépő magas hőmérsékleteken egy-40 aránt hatásosan működik. Különösen említésre méltó, hogy a hidrogénnek oxigénnel a találmány szerinti katalizátor jelenlétében történő reakciója rendkívül gyorsan megy végbe, úgy, hogy a gázok és 45 a katalizátor között csak igen rövid érintkezési időre van szükség. A találmány szerinti eljárásban alkalmazott katalizátornak az oxigén legcsekélyebb nyomainak hidrogénnel való reagáltatásá-50 ban mutatkozó nagy hatékonysága kísérletekben, valamint üzemi tapasztalatban egyaránt bebizonyult. Így pl. ha kb. 0.1 o/o oxigént tartalmazó közönséges kereskedelmi tartály-hidrogént palládiumos tini-55 föld-katalizátort tartalmazó katalizálókamrán vezetünk át, majd a «Journal of Chemical Physics» 12. kötete, 7. száma, 295— 299. oldalain ismertetett vizsgáló módszernek megfelelően, adszorbeált foszforeszkáló festékes szilika-gélt tartalmazó kamrába 60 áramoltatunk, az eredmény az, hogyfoszforeszcencia normál erősségének 27o/o-ára csökken, ami azt jelzi, hogy a gáz oxigéntartalmának nagyságrendje az eredeti oxigéntartálom redukálása után egy a tíz- 65 millióhoz. A találmány szerint alkalmazott katalizátor tehát a hidrogénnek oxigénnel való ka- 1 talitos reagáltatására szobahőmérséklet ala- { csonyságú hőfokon is nagyon hatásos. Eb- 70 ' bői a szempontból tehát világosan külön- I bözik más katalizátoroktól, melyekben katalizáló fémként palládium kerül alkalmazásra, de másféle hordozókon, mind pedig azoktól a katalizátoroktól, melyekben kata- 75 lizálő fémként megfelelő hordozókra felvitt más nemes fémeket alkalmaznak. A találmány szerinti katalizátor és a hidrogén és oxigén katalitos reagáltatására alkalmazott más katalizátorok közötti kü- 80 , lönbség, továbbá a jelen katalizátor felsőbbség« az egyéb nemesfém katalizátorokkal szemben, a katalizátorok hatékonysági karakterisztikáival szemléltethető. A különböző katalizátorok vizsgálatára tiszta és 85 szárított hidrogént alkalmaztunk, melyhez az oxigén mért mennyiségeit adtuk, mimellett az oxigént 900 milliampéres árammal elektrolitosan fejlesztettük. Az ekként szennyezett hidrogéngázt katalizátort 90 J tartalmazó 12 mm átmérőjű üvegcsövekből 1 álló katalizáló cellákon vezettük át. A eel- a Iák 25—27 G° közötti hőmérsékleti tartó- • mányban tartott vízfürdőben voltak. A hid- I rögén átáramlási mennyisége óránként 30 95 • litertől 120 literig változott, miközben 1 az oxigénfejlesztés állandó értékű volt. 1 A katalizáló cellákból való kilépés után a 1 hidrogén oxigéntartalmát mértük. Az alábbi 1 táblázatok a találmány szerinti különböző 100 j katalizátorok hatékonyságát mutatják a hidrogén és oxigén katalitos reagáltatása szempontjából. Az I. táblázat kb. 4 mm-es szemcsék alakjában alkalmazott aktívált timföldre felvitt 0,5o/o palládiumból álló kata- 105 lizátorokkal foganatosítóit vizsgálatok eredményét tünteti fel. Kb. 360 mg súlyú, 5 palládiumozott szemcsét alkalmaztunk. A II. táblázat hasonló vizsgálatok eredményét mutatja, ahol a katalizátor az I. táb- 110 lázat szerinti kísérletekhez használthoz hasonló volt, azzal az eltéréssel, hogy a 0,5 súlyszázalék katalizáló fém egyenlő részben alkalmazott palládiumból és platinából állott. A táblázatokban sze- 115 replő «hatékonyság» kifejezés annak a tisztításnak (P) a logaritmusa, melyet adott alapmennyiségű katalizátor