188660. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alumínium-oxidból és rézoxidból álló katalizátor előállítására
1 2 188 660 és a spinellben 75% réz kapcsolódik az alumínium-oxidhoz. A terméket C terméknek nevezzük. 4b) példa Az lb) példa szerint kapott terméket a 2. példában leírt módon kezeljük és a keletkezett terméket és az A terméket literenként 16'g cink-oxidot és 288 g ammónium-karbonátot tartalmazó vizes oldatokkal impregnáljuk. A két terméket a kezelés után 350 °C-ra melegítjük, hogy cink-oxidot kapjunk. A termékek 2,5 súlyszázalék cink-oxidot, azaz 2 súlyszázalék cinket tartalmaznak. A réz 75%-a a spinellben az alumínium-oxidhoz kapcsolódik. Mindkét terméket C’ terméknek nevezzük, mivel tulajdonságaik azonosak a C termék tulajdonságaival, a katalitikus aktivitást, stabilitást és a klór-mérgezéssel szemben tanúsított ellenállást tekintve. Ha ammónium-karbonát helyett alkáli-karbonátot használunk, akkor ugyanolyan aktivitású katalizátort kapunk. A hasonló minőség eléréséhez fontos, hogy a csapadékból a lehető legtöbb alkáli sót mossuk ki. 5. példa Az A terméket úgy impregnáljuk, hogy a terméket 60 °C-on megolvasztott Zn(N03)2*6H20-ba merítjük, majd 350 °C-ra melegítjük cink-oxid képzése céljából. A termék cink-oxid tartalma 4 súlyszázalék és G terméknek nevezzük. 6. példa Az 1. példa szerinti termék mintáját 825 °C-ra melegítjük fel közvetlenül, anélkül, hogy ezt követően tablettáznánk és ezen a hőmérsékleten tartjuk 60 percig. A fűtési lépés után a termékeket a 2. példában leírt méretű tablettákká alakítjuk. A réz 95%-a a spinellben az alumínium-oxidhoz kapcsolódik és a réz és alumínium atomaránya 0,47. A réz össztartalma 33 súlyszázalék. A terméket D terméknek nevezzük. 7. példa A D terméket impregnáljuk és 350 °C-ra melegítjük' a 4. példában leírt módon, ezáltal 8 súlyszázalék cinkoxidot tartalmazó terméket kapunk. A réz és alumínium atomaránya és a spinellben kötött réz százalékos értéke a 6. példában leírt értékeknek felel meg. A terméket E terméknek nevezzük. 8. példa A példa a szénmonoxid átalakításhoz használatos konvencionális katalizátor előállítását mutatja cink-, réz- és alumínium-sók együttes kicsapásával. Réz-, cink- és alumínium-nitrát vizes oldatát állítjuk elő oly módon, hogy 40,3 g Cu(N03)2-3H20-t, 59,8 g Zn(N03)2-6H20-t és 62,5 Al(N03)3*9H20-t feloldunk úgy, hogy 1 liter oldatot kapjunk. Egy másik vizes oldatot állítunk elő oly módon, hogy 96 g (NH4)2C03-t oldunk fel úgy, hogy az oldat térfogata 1 liter legyen. A két oldatot egy edénybe szivattyúzzuk olyan relatív mennyiségekben, hogy az edény pH értéke 6,0—6,5 között legyen. A két oldatot állandó keverés közben az edénybe vezetjük, ahol a hőmérsékletet 20 °C-on tartjuk. A fenti feltételek betartásával világoskék csapadék keletkezik, melyet szűréssel izolálunk és vízzel addig mosunk, ameddig az ammónium-nitrát tartalom a száraz termék- 4 . ben 5 súlyszázalék alá nem megy, A terméket ezután 80-90 °C-on addig szárítjuk, ameddig a maradék nedvesség 25 súlyszázalék alá nem száll, és ezután a terméket 0,5 mm-nél kisebb részecske nagyságúra őröljük, g őrlés után a részecskéket 350 °C-ra melegítjük és 1 óráig ezen a hőmérsékleten tartjuk. A részecskéket a 2. példában leírt módon tablettázzuk. A kapott tablettákat F terméknek nevezzük. A B—F termékeket katalizátorként használtuk a jQ szénmonoxid gőzzel való átalakításánál. A konverzió előtt a katalizátort ismert módon redukáljuk hidrogén atmoszférában történő melegítéssel, a hidrogén nyomása körülbelül 200 kPa. A hőmérséklet óránként 30 °C-al nő, amíg el nem éri a 250 °C-ot és ezt jg a hőmérsékletet 3 óráig tartjuk fenn. A konverzió alatti feltételeket a megfelelő táblázatok mutatják. A katalizátor aktivitását két módon is mértük. Az eredményeket az I. és II. táblázat mutatja. A mérés- 2Q hez 1 liter katalizátort használtunk, melyet 38 mm belső átmérőjű csőreaktorba helyeztünk. A- szénmonoxid tartalmú gázt ammónia üzemből vezetjük ide és a gáz bevezetése egy olyan pontról történik, amelyet a magas hőmérsékletű konverter után helyezünk el. A gáz nyom- 2g nyi mennyiségű klórt tar talmaz. A III. és IV. táblázatban mutatott eredményekhez 5,5. mm belső átmérőjű csőreaktort használtunk. A reaktort 5 mm átmérőjű és 5 mm magasságú henger alakú katalizátor tablettákkal löltöttük meg és minden tablet- 3Q ta közé egy 5 mm-es üveggömböt helyeztünk. A katalizátor-rétegen keresztül 95% nitrogént és 5% szénmonoxidot tartalmazó, erősen tisztított gázt és vízgőzt vezetünk. A vi2;et folyékony formában adtuk hozzá és nyomás alatt alakítottuk gőzzé. A vízhez só-' 2g savat adagoltunk 0,005 mól HCl/liter koncentrációban úgy, hogy a gáz a teszt során 1,5—1,6 ppm sósavat tartalmazzon. A gázban levő vizet eltávolítottuk, mielőtt a gázt a reaktor bevezetésénél és kivezetésénél analizáltuk. 4Q Az átalakított szénmonoxid százalékos értékét az alábbi egyenlet szerint számítottuk ki: reagált 00%= térf.% CO a bev. nyílás—térf.%CO kiv. nyílás térf.% CO bev. nyílás A táblázatban az átalakulás fokát a szénmonoxidra vonatkoztatva a különböző, B—F termékeknél a műveletek időtartamának függvényében adtuk meg órában. 50 I. táblázat Aktivitás teszt Katalizátor. % CO konverzió 0 óra 120 240 360 480 óra óra . óra óra D 85 72 60 50 40 F 85 72 66 55 54 Teszt feltételek: Nyomás: 24 bar; hőmérséklet: 215 °C; térsebesség: 1266 h-1, gázösszetétel a raktor bevezető nyílásánál: térf%: CO: 1,0-1,2%; C02:16—17%; H20: 41-44%; 65 N2 :17-18%; H2 : 51 -53%.
