191810. lajstromszámú szabadalom • Bifunkcionális gamma-aluminimumoxid és nikkeloxid-tartalmú katalizátor üzemanyagok autoterm bontására
1 2 191.310 A találmány tárgya bifunkcionális 7-AJ203- és NiO-tartalmú katalizátor üzemanyagok autoterm bontására. 5 A belső égésű motoroknál a hatásfok javításának és légszennyeződés csökkentésének egyik módja az, hogy az üzemanyagot az égéstérbe jutása előtt elgázosítják, így az égés robbanásszerű és a hagyományos, szokványos porlasztót alkalmazó eljárásnál jobb a hatásfoka (K. Christoph, W. Cartelliere, U. Pfeiffer: Motortechnische Zeitschrift 33, 391 /1972/) és kevesebb légszennyező terméket eredményez (H.-I. Henkel: Erdöl und Kohle 27, 251/1979). Az elgázosítási átalakítás célszerűen az üzemanyag parciális oxidációjával és katalitikus krakkolásával érhető el úgy, hogy mintegy 0,1 értékű légfelesleg-tényezőt alkalmazva kis molekulasúlyú szénhidrogének és hidrogén keletkezik. Az autoterm folyamat fenntartására az üzemanyag (fűtőértékének) 5 %-a ég el, ezt a veszteséget azonban a gázok tökéletesebb égéséből eredő hatásfok-növekedés fedezi (W. Frie: Siemens Forsch, u. Entwickl. Bér. 2, 63/1973). A parciális oxidáció ennek az eljárásnak további előnye az, hogy kisebb oktánszámú motorhajtó anyagok felhasználását is lehetővé teszi. A krakkolás termékspektruma akkor kedvező, ha benne nagy a hidrogén, és a kis molekulájú alkének és alkánok mennyisége és kicsi a széndioxid-tartalom és nem arányosan nő, hanem kisebb mértékben a CO tartalom. Ismeretes, hogy a parciális oxidáció hőjével kivitelezett katalitikus krakkolási folyamat legaktívabb katalizátorai a bifunkciós kettős feladatot ellátó katalizátorok, különösen a y-alumíniumoxidot ét NiO-ot tartalmazó keverékkatalizátorok (W. Ostwald: Dissertation, TH Darmstadt/1976). E katalizátorok savas y-AhjOí centrumai a szénhidrogének krakkolását, a NiO centrumai pedig a parciális oxidációt katalizálják. Az ismert katalizátorokban az összetétel gyakorlatilag a szemcse minden pontjában azonos. Ez a 1U katalizátorkészítés technikájából következik, amely a fenti aktív komponensek esetében lényegében impregnálást jelent. A különbség az. egyes előállítási módszerek között csak abban van, hogy az 7-alumíniumoxid az impregnáláskor por vagy szem- 1 ti esés alakban van-e jelen. A kompakt szemcsékké w történő formázás az első esetben az impregnálás után, a második esetben az impregnálás előtt történik meg. A nikkeloxid-tartalom átlagosan 1—10 tömeg% között változik, az autoterm reaktorban alkalmazott 20 hőmérséklet-tartomány 550-800°C, a légfelesleg-tényező 0,03—0,11, a kedvező katalizátorterhelés 5—20 g szénhidrogén/g katalizátor óránként, atmoszférikus nyomáson, az ismert eljárások szerint. Az ismert eljárásokkal összehasonlításul autoterm reaktorban tömör katalizátorral a benzinelegyhez 25 hasonló tulajdonságú n-heptánból kiindulva 55— —60 %-os konverzió érhető el, a katalizátor szelektivitását pedig az 1. táblázat adatai szemléltetik. Látható, hogy a krakktermékben a H2 és a kis szénatomszámú alkén tartalom kicsi, az alkén- és a C02- -tartalom pedig nagy, 37—44 %, illetőleg 9—13 %. 1. táblázat Konverzió (%) 57,0 60,8 légfelesleg-tényező (—) 0,083 0,103 szelektivitás (%) metán 3,5 — 3,9 3,3 -3,5 étén 13,4 — 14,5 9,8 -10,7 propén 8,6 — 9,4 7,4 -8,1 butén 3,6 — 3,0 3,6 -4,0 pentán 2,2 —-2,4 2,2 -2,4 hexén 2,9 — 3,2 1,8 -2,0 C2C6 paraffinok 34,1 — 35,4 40,0 -41,5 szénmonoxid 12,9 — 14,0 13,2 -14,2 széndioxid 9,1 — 9,7 12,4 -13,0 aldehidek és savak 6,9-7,5 8,1 -8,9 hidrogén 7,0 — 7,6 5,5 -6,0 2
