Untersuchungen zur heterogen katalysierten Totaloxidation von 1, 2, 3-Trichlorpropan an CuO-Cr2O3/Gamma-Al2O3 - Tränkkatalysatoren in einem Wirbelschichtreaktor

Seminararbeit von Johannes Lützenkirchen

Gang der Untersuchung:

Die Arbeit befasst sich mit der heterogen katalysierten Totaloxidation des Chlorkohlenwasserstoffs 1,2,3-Trichlorpropan in einem Wirbelschichtreaktor. Zwei der drei hergestellten CuO-Cr2O3/y-Al2O3 – Tränkkatalysatoren wurden auf Aktivität und Standzeit überprüft. Es stellte sich heraus, dass an diesen Katalysatoren nur zu Beginn des jeweiligen Versuches die erwünschte, hohe Ausbeute an elementarem Chlor erzielt werden konnte, obwohl bei dem eingesetzten Chlorkohlenwasserstoff nicht mit einer schnellen Desaktivierung der Katalysatoren zu rechnen war.

Zudem wurde untersucht, wie sich die Körnung des Trägermaterials und des Katalystors bei der Herstellung des Katalysators bzw. beim Einsatz im Wirbelschichtreaktor veränderte. Dabei wurde gefunden, dass es bei der notwendigen Zerkleinerung des Materials aber auch bei den weiteren Arbeitsschritten zu erheblichen Verlusten kam, die je nach der Herstellungsweise zu 40 oder 80 Massenprozent Gesamtverlusten führten. Es wurde beobachtet, dass es zu weniger Verlusten kam, wenn man gröbere Partikel imprägnierte und dann auf die gewünschte Korngröße zerkleinerte.

Schließlich erwies sich das verwendete Trägermaterial für eine Wirbelschichtreaktor als wenig geeignet, da Verluste durch mechanischen Abrieb unvermeidlich waren. Für die verwendeten Katalysatoren ergab sich, dass die Verluste durch mechanischen Abrieb für Schüttungen aus gröberen Partikeln kleiner waren. Der Einfluss der Partikelabmessungen bei den einzelnen Herstellungsschritten auf die spezifische Oberfläche und die Gehalte an Aktivkomponenten ergab sich wie erwartet. Wie in anderen Arbeiten konnte auch ein Einfluss der Calcinierungstemperatur auf die Gehalte an Aktivkomponenten und die spezifische Oberfläche festgestellt werden.

Im zweiten Teil der Arbeit wurde überprüft, ob desaktivierte Katalysatoren regeneriert werden können. Dabei wurde gefunden, dass Chlor vom Katalysator entfernt werden kann und die spezifische Oberfläche erhöht werden kann. Die regenerierten Katalysatoren erwiesen sich jedoch als wenig stabil.

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