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Characterization of Novel Matrix Catalysts and Catalyst Selectivity Control for Alpha Olefin Synthesis on the Basis of Co and H2 - 1987

Hans Schulz
Egon Erich
Hartmut Gorre
Gerhard Schuhmann

Karlsruhue University

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Table of Contents

1

 Einleitung 8
2 Versuchsdurchfuhrung und Apparaturen bei der CO- Hydrierung 9
2.1 Versuchsdurchfuhrung 9
2.1.1 Kurztest 9
2.1.2 Synthese mit collstandiger Auswertung 10
2.2 Apparaturen fur die CO-Hydrierung 10
2.3 Festbettreaktor fur die CO-Hydrierung 14
2.4 Probennahme (Gas/Dampf-Ampullentechnik) 16
3 Analytik und Versuchsauswertung 18
3.1 Gaschromatographische Analyse der anorganischen Gase 18
3.2 Gaschromatographische Analyse der organischen Verbindungen in der Gas/Dampfprobe 21
3.3 Auswertung der Syntheseversuche 28
3.4 Hydrierung der Olefine in der Gas/Dampf-Probe 34
3.4.1 Apparatur zur Vorsaulenhydrierung 34
3.4.2 Zusammenfassung der Hydrierversuche 40
4 Katalysatoren: Uberblick, Herstellung, Vorbehandlung 41
4.1 Uberblick 41
4.2 Herstellung der Katalysatoren 41
4.3 Katalysatorvorbehandlung 43
4.3.1 Trocknung 43
4.3.2 Aktivierung mit Wasserstoff 44
4.3.3 Aktivierung mit Kohlenoxid/Wasserstoff 47
5 Aktivitat und Selektivitat 52
5.1 Bewartung der Aktivitat 52
5.1.1 Definition der Groben 52
5.1.2 Activitat ausgewahlter Kataysatoren 53
5.1.2.1 Einflus des Mangangehaltes der Katalysatoren auf ihre Aktivitat 53
5.1.2.2 Einflub der Reduktionsbedingungen auf die Katalysatoraktivitat 53
5.1.2.3 Einfluss unterschidlicher Fallungsbedingungen auf die Katalysatoraktivitat 56
5.1.2.4 Einflus verschiedener Syntheseparameter auf die Katalysatoraktivitat 58
5.1.2.5 Katalysator fur Anfangsselektivitatsversuche, die bei verschiedenen Temperaturen durchgefuhrt werden 58
5.2 l-Olefinselektivitat 61
5.2.1 Einflub der Katalysatorzusammensetzung 63
5.2.2 Einflub der Reduktionsparameter 63
5.2.3 Einfluss der Synthesetemperatur 66
5.3 Selektivitat der Kohlenoxidumsetzung zu Olefinen 68
5.3.1 Einflub der Katalysatorzusammensetzung 72
5.3.2 Einflub der Reuktionsparameter 72
5.3.3 Einflub der Syntheseparameter 75
5.4 Produktverteilung 80
5.4.1 Einflub der Katalysatorezusammensetzung 81
5.4.2 Einflub der Reduktionsparameter 83
5.4.3 Einflub der Syntheseparameter 83
5.5 Verteilung der Monomethylisomeren 89
5.6 Alkoholselektivitat 91
6 Anfangsselektivitat 95
6.1 Einfuhrung 95
6.2 Versuchsparameter 95
6.3 Kohlenstoffbilanz in Abhangigkeit von der Versuchsdauer 96
7 Physikalisch-chemisch Katalysatorecharakterisierung 100
7.1 Spezfisch Oberflache, spezifisches Porenvolumen und mittlerer Porenradius 101
7.1.1 Oxidische Katalysatorvorlaufer 102
7.1.2 Reduzierte Katalysatoren 107
7.2 Porenradienverteilung 114
7.2.1 Porenradienverteilung von oxidischen Katalysatorvorlaufern 114
7.2.2 Porenradienverteilung von reduzierten Katalysatoren 117
7.3 Wasserstoffchemisorption 120
7.4 Rasterelektronenmikroskopie und Rontgenstrahl-mikroanalyse 129
7.5 Charakterisierung von gebrauchten Katalysatoren 134
7.5.1 Charakterisierung des Eisenfallungskatalysators 17 nach unterschiedlicher Synthesedauer 135
7.5.2 Charakterisierung des Eisen-Manganoxid-Katalysators 16 nach der Synthese 146
8 Schlubfolgerungen 150
9 Zusammenfassung 155
10 Literatur 159
11 Anhang 163