191311. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ammóniagyártáshoz alkalmas katalizátor előállítására
1 2 10. példa Katalizátort készítettünk az 1. példa szerint, de az N példa szerinti hőkezelt szenet használtuk. A katalizátort úgy készítettük el, mint az 1. példában, de olyan mennyiségű KN02-et és Ba(N02)2*H20-et használtunk, ami megfelelt a 4 142 993. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás 1. példája szerinti katalizátor ruténiumtartalmának (lásd A—E kísérleteket). bárium- és káliumtartalmának. A katalizátort az A—E összehasonlító kísérletek szerint aktiváltuk és vizsgáltuk. Az eredményeket a 3. táblázat szemlélteti. O összehasonlító kísérlet Katalizátort készítettünk, ugyanazt a hordozót használva, mint az N összehasonlító kísérletben. Ruténiumot és káliumot tartalmazó katalizátort készítettünk, azonos koncentrációjú ruténium- és kálium-oldatot használva, mint az N összehasonlító kísérletben. A ruténiumot és káliumot azonban az A—E összehasonlító kísérletek szerint rétegeztük a hordozóra és báriumot nem használtunk a katalizátorhoz. A katalizátor hatásfokát úgy vizsgáltuk, mint az N összehasonlító kísérletben. Az eredményeket a 3. táblázat szemléleti. 3. Táblázat Kísérlet Maximális Hőmérséklet száma hatásfok, % °C, max. N 3,7 365 10. 4,05 355 O 3,7 365 Az N kísérlet és a 10. példa eredményeinek összehasonlítása azt mutatja, hogy a maximális ammóniakonverzió jelentősen megnövekedett és a maximális konverzió eléréséhez szükséges hőmérséklet csökkent, ha a találmány szerinti katalizátort használtuk, az 4 142 993. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint előállított katalizátorral szemben. Az N kísérlet és az O kísérlet összehasonlítása azt mutatja, hogy ugyanazt a hordozót használva, a 4 142 993. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerinti katalizátorok nem előnyösebbek, mint ha csak ruténiummal és káliummal készített katalizátorokat alkalmaznánk. 11. példa Hőkeze$szenet készítettünk, mint az N kísérletben. A katalizátort a szénből a következőképpen készítettük: a szenet átitattuk ruténium-triklorid vizes oldatával úgy, hogy elméletileg 100 rész szénre 10 rész ruténium jutott. Az átitatott szénből a vizet rotációs bepárlóban elpárologtattuk, és az átitatott szenet szárítószekrényben 100 °C-on megszárítottuk, majd 2 órán át 200 °C-on hidrogénáramban redukáltunk. A szenet lehűtöttük, majd CsN02-et és Ba(N02)2»H20-et tartalmazó vizes oldattal átitattuk; 100 rész szénre 10,5 rész bárium és 51 rész cézium jutott, majd a szenet megszárítottuk és felhevítettük, mint az előzőekben. Ezután a szenet megőröltük, és a 0,6—1,2 mm szemcsenagyságú részecskéket az A—E kísérletek szerint mikro-csőreaktorban ammóniaszintézishez megvizsgáltuk. 5 A távozó gáz maximális ammóniatartalmát és a hőmérsékletet, amelynél a maximális ammónitartalmat elértük a 4. táblázat szemlélteti. 12. Példa 10 Kísérletet végeztünk a 11. |)élda szerint, de az N kísérlet szerinti, nem hőkezelt aktívszenet használtuk és 0,908 g katalizátort alkalmaztunk. Az eredményeket a 4. táblázat szemlélteti. 15 p összehasonlító kísérlet Katalizátort készítettünk, hordozóként az N kísérlet szerinti, hőkezelt szenet használva. A szénre báriumot, ruténiumot és egy alkálifémet rétegeztünk úgy, mint a 2o 4 142 993. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás 1. példájában. Abból a célból azonban, hogy a 7. és 8. példákkal az összehasonlítás minél hűebb legyen, a báriumoldat bárium-nitritet, a ruténiumoldat ruténium-kloridot tartalmazott és a káliumsó oldata he-25 lyett CsOH-ot alkalmaztunk. Olyan mennyiségű Ba(N02)2, CsOH és RuC13 oldatot alkalmaztunk, hogy a báriumtartalom 10,5 trész Ba/100 trész szén, a céziumtartalom 51 trész Cs/100 trész szén és a ruténiumtartalom 10 trész Ru/100 trész szén volt. 3q A katalizátort az A—E kísérletek szerint megvizsgáltuk ammóniaszintézishez. Az eredményeket a 4. táblázat szemlélteti. 4. Táblázat 35 Kísérlet Ammónia-koncentráció Hőmérséklet száma % °C * 45 * * * * 50 191 311 11. 6,2 324 12. 4,75 340 P 3,95 354 SZABADALMI IGÉNYPONTOK 45 1. Eljárás ammóniagyártáshoz használható katalizátor előállítására szén-hordozónak — amelynek BET felülete célszerűen 100 mVg, a BET felület és az alap síkfelület aránya célszerűen legfeljebb 4:1, az alap síkfelület és az élfelület aránya célszerűen legalább 10:1 — halogéntartalmú, előnyösen klórtartalmú ruténiumvegyület oldatával való átitatásával, előnyösen 100 tömegrész szénre 5—12 tömegrész ruténiumot alkalmazva, a ruténiumvegyületnek hidrogénnel fémmé való redukálásával, majd a szénre hatásfokot növelő, nemhidrolizáló vegyü-55 let rétegzésével azzal jellemezve, hogy a szénre nemhidrolizáló vegyületként a katalizátor hatásfokát növelő alkálifémvegyületet és báriumvegyületet együtt vagy egymás után rétegzünk. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, 50 hogy alkálifém- és báriumvegyületekként vízoldható sóikat alkalmazzuk. 3. A 2. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy sókként nitrátokat és/vagy nitriteket alkalmazunk. 65 6
