165744. lajstromszámú szabadalom • Eljárás titántriklorid-alapú szilárd katalizátor komplexek előállítására
5 165744 6 Az ily módon előállított redukált terméket ezután komplexképző ágenssel kezeljük. Komplexképző ágensekként alkalmazhatjuk az R'-O-R", vagy R'-S-R', általános képletű vegyületeket, mely képletekben R' és R" jelentése célszerűen egymással megegyező, 2—8 szénatomszámú, előnyösen 4—6 szénatomszámú egyenes vagy elágazó láncú alifás csoport. Amennyiben a redukált terméket nem izoláltuk, a redukált termék komplexképző ágenssel történő kezelését előnyösen a titántetraklorid redukciójánál alkalmazott oldószer jelenlétében végezzük el. A redukált terméket keveréssel szuszpenzió formájában tartjuk. A komplexképzés során alkalmazhatunk friss oldószert is. A használt oldószer mennyiségét úgy választjuk meg, hogy az elegy 1 liter oldószerre számítva 0,03-4 mól, előnyösen 0,3-2 mól titántrikloridot tartalmazzon. A kezelés során alkalmazott hőmérséklet nagyságának nincs döntő jelentősége. Előnyösen 0-(80) C°-on dolgozhatunk. A kezelés időtartama ugyancsak nem kritikus jelentőségű, 5 percnél hosszabb reakcióidő előnyösnek bizonyult. A redukált termékben jelenlevő titántriklorid egy móljára számítva 0,1—2,5 mól, előnyösen 0,5-1,75 mól komplexképző ágenst alkalmazunk. Legelőnyösebben akkor járunk el, ha a redukciós elegyben jelenlevő titántriklorid egy móljára számítva 0,8-1 mól komplexképző ágenst alkalmazunk. Az ily módon kapott terméket kívánt esetben dekantálással vagy szűréssel izoláljuk és inert oldószerrel mossuk. A kezelt szilárd termék fizikai sajátságai és fajlagos felülete a redukált termékéhez hasonló. Kémiai szempontból, eltekintve a beta titántrikloridtól és az alumínium vegyülettől, komplexképző ágenst is tartalmaz. A kezelt termék katalitikus tulajdonságai éppen olyan közepesek, mint a redukált terméké. A kezelt terméket ezután a találmányunk szerinti katalizátor komplex élőállítása céljából titántetrakloriddal reagáltatjuk. A kezelt termék és a titántetraklorid reakcióját titántetrakloriddal önmagával vagy inert oldószer jelenlétében végezhetjük el. Az utóbbi esetben a titántetraklorid koncentrációja 15%-nál magasabb, előnyösen 30 és 40% közötti. Az oldat kívánt esetben tartalmazhat bizonyos mennyiségű frissen hozzáadott komplexképző ágenst, vagy az előző kezelésből származó komplexképző ágenst. E kezelés során az eredetileg jelenlevő (3-titántriklorid a katalitikusan aktívabb ő-titántrikloriddá alakul. A kezelt terméknek titántetrakloriddal történő reakcióját -30 és +100 C° közötti, előnyösen 40 és 80 C° közötti hőmérsékleten hajtjuk végre. A legjobb eredményt 60 és 70 C° közötti hőmérsékleten érjük el. A reakcióidőt úgy választjuk meg, hogy ibolya színűbe hajló katalizátor komplexet kapjunk, előnyösen 30- perc és 4 óra között, még előnyösebben 1—3 óra között. A reakció során a kezelt terméket mérsékelt keverés közben szuszpenzió formájában tartjuk. A katalizátor komplexet dekantálással vagy szűréssel a reakcióelegyből elválasztjuk, majd a maradék titántetrakloridot és a reakció melléktermékeit oldószeres mosással eltávolítjuk. A reakciót úgy is elvégezhetjük, hogy a 5 komplexképzővel és a titántetrakloriddal történő reakciót egyidejűleg végezzük. Ez esetben a reakció feltételei azonosak a fent leírt reakciókörülményekkel, amikor a két reakciót egymásután végeztük el. Az ily módon előállított 10 katalizátor komplexet egyforma szerkezetű és sűrűségű gömbölyű részecskék formájában kapjuk meg, melyeknek átmérője általában 5 és 100 mikron között, előnyösen 15 és 50 mikron között változik. A legjobb eredményt akkor 15 kapjuk, ha a részecskék átmérője 20 és 40 mikron között mozog. E részecskékre jellemző, hogy átmérőjük a középértéktől csekély mértékben tér el, így ezen részecskék a feldolgozás során igen jó gördülékenységi tulajdonságokkal 20 rendelkeznek. Látszólagos sűrűségük nagy, rendszerint 0,6 kg/dm3 -nél és előnyösen 0,8 kg/dm 3 -nél nagyobb. A gömbalakú részecskék többé-kevésbé gömbalakú, 0,5-1 mikron előnyösen 0,1-0,3 mikron átmérőjű 25 mikrorészecskék agglomerizációjával alakultak ki. A mikrorészecskék nem tömör szerkezetűek, sőt nagyon porózusak. A mikrorészecskék elektromikroszkóppal történő vizsgálata kimutatta, hogy 50-100 Á nagyságrendbe tartozó mikrokrisztalli-30 tokból tevődnek össze, melynek következtében sejt-szerkezetűek. Ezt a porózus szerkezetet támasztja alá az a tény is, hogy a találmányunk szerinti katalizátor komplexeknek igen nagy a fajlagos felülete. Felületük nagyobb, mint 75 35 m2 /g és kívánt esetben 100 m 2 /g-nál nagyobb. Legelőnyösebb esetben ez az érték 125 m2 /g-nál nagyobb. Igen könnyen állítható elő 150, sőt 200 m2 /g fajlagos felületű katalizátor komplex is. A kereskedelemben kapható katalizátoroknak jóval 40 kisebb a fajlagos felületük még megőrölt állapotban is. Igen kis átlagos méretekkel rendelkező katalizátorokat őrléssel állítanak elő, mely gyenge morfológiai és közepes gördülékenységi tulajdonságokhoz vezet. 45 A gömbalakú részecskék teljes porozitása is igen lényeges, általában 0,15 cm3 /g-nál, előnyösen 0,20 cm3 /g-nál nagyobb. A gömbalakú részecskék összporozitásának kialakulásához csak kis mértékben járulnak hozzá a 50 gömbölyű részecskéket alkotó mikrorészecskék közötti terecskék, ez nagyságrendben általában 0,04 cm3 /g-ot tesz ki. Másrészt maguk a mikrorészecskék sok repedést tartalmaznak és ez a speciális szerkezetük okozza a mért igen nagy 55 fajlagos felületet és porozitást. Az említett morfológiai tulajdonságokat -ahogy ezt a példákban bemutatjuk - a folyékony nitrogén hőmérsékletén a nitrogén adszorpciós és deszorpciós izotermájának meghatározásával, vala-60 mint a higany áthatolásának alapján a porozitás mérésével és elektronmikroszkóppal történő észleléssel határoztuk meg. Az elektronmikroszkóppal történő észleléshez az anyag átlátszóvá tétele céljából a mintából megfelelő metszeteket készí-65 tünk. 3
