DE1078097B - Process for the improvement of catalyst carriers made of aluminum oxide - Google Patents
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Description
Es ist bekannt, daß die Struktur von Katalysatorträgern, insbesondere aus aktivem Aluminiumoxyd, einen Einfluß auf die Aktivität und Selektivität des Katalysators besitzt. Katalysatoren, bei denen üblicherweise Aluminiumoxyd als Träger verwendet wird, sind z. B. verschiedene Arten von Reformierungskatalysatoren. Hierzu gehören einerseits diejenigen, die Elemente der VIII. Gruppe des Periodischen Systems, im allgemeinen Platin oder Palladium, enthalten, oft verbunden mit Halogenen, wie Chlor oder Fluor, andererseits die Katalysatoren, die Oxyde oder Sulfide des Molybdäns, Wolframs oder Vanadiums enthalten.It is known that the structure of catalyst supports, in particular from active aluminum oxide, an influence on the activity and selectivity of the Owns catalyst. Catalysts that usually use aluminum oxide as a carrier, are z. B. Various types of reforming catalysts. These include, on the one hand, those contain the elements of group VIII of the Periodic Table, generally platinum or palladium, often combined with halogens, such as chlorine or fluorine, on the other hand the catalysts, the oxides or Contain sulphides of molybdenum, tungsten or vanadium.
Ein gut bekannter Reformierungskatalysator enthält 0,1 bis 1,0 %> Platin und 0,1 bis 8°/o Halogen auf einem Träger aus aktivem Aluminiumoxyd. Das Halogen ist üblicherweise Chlor und/oder Fluor.A well known reforming catalyst contains 0.1 to 1.0%> Platinum and 0.1 to 8% halogen on an active alumina support. The halogen is usually chlorine and / or fluorine.
Andere Katalysatoren mit aktivem Aluminiumoxyd als Träger sind Hydrierungs- und/oder Desulfurierungskatalysatoren, bei denen statt Platin beispielsweise Molybdän und Kobalt oder Molybdän und Nickel verwendet wird.Other catalysts with active alumina as a carrier are hydrogenation and / or desulfurization catalysts, in which, for example, molybdenum and cobalt or molybdenum and nickel are used instead of platinum.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung von aktiviertem Aluminiumoxyd, das bei seiner Verwendung als Träger beispielsweise f ür Ref ormierungskatalysatoren diesen Katalysatoren ausgezeichnete Wirksamkeit auch bei niedrigen Platingehalten verleiht. Das nach der Erfindung behandelte aktive Aluminiumoxyd stellt auch einen beträchtlich verbesserten Katalysatorträger für Reformierungs-, Hydrierungs- oder Desulfurierungskatalysatoren dar.The aim of the present invention is the production of activated alumina, which when used These catalysts are excellent supports, for example, for reforming catalysts Makes it effective even with low platinum contents. The active alumina treated according to the invention also provides a considerably improved catalyst support for reforming, hydrogenation or desulfurization catalysts.
Für das erfindungsgemäße Verfahren kann jede Art Aluminiumoxyd von der erforderlichen Reinheit als Rohmaterial Verwendung finden.Any type of aluminum oxide of the required purity can be used for the process according to the invention Find raw material use.
Es ist für die Erfindung zwar nicht wesentlich, jedoch bevorzugt, von einem aktiven Aluminiumoxyd auszugehen, das in die für die endgültigen Katalysatorteilchen erwünschte Form gebracht worden ist und beispielsweise als Tabletten, Strangpreßprodukt, Perlen oder in irgendeiner anderen Form vorliegt.While not essential to the invention, it is preferred that an active alumina be used assume that has been formed into the shape desired for the final catalyst particles and for example as tablets, extrusions, beads or in any other form.
Das in üblicher Weise zunächst bei einer Temperatur von ungefähr 450 bis 850° C, vorzugsweise von ungefähr 650 bis 800° C, aktivierte Almminiumoxyd wird einer Behandlung mit einer Säure, wie Salpetersäure und/oder verdünnter Salzsäure, unterworfen. Hierbei sollen erfindungsgemäß wenigstens ungefähr 1% bis höchstens ungefähr 20% des aktiven Aluminiumoxyds gelöst werden. Eine derartige Extraktion verbessert wesentlich die Eigenschaften des endgültigen Katalysators. Eine mögliche Erklärung für diese Verbesserung mag darin gesehen werden, daß auf Grund der Extraktion des größten Teils des aus dem Inneren der Aluminiumoxydteilchen gelösten Aluminiumoxyds der endgültige Katalysator leichter zu-Verfahren zur VerbesserungThis in the usual way initially at a temperature of about 450 to 850 ° C, preferably from about 650 to 800 ° C, activated alumina is treated with an acid such as nitric acid and / or dilute hydrochloric acid. According to the invention, at least approximately 1% to a maximum of about 20% of the active alumina can be dissolved. Such an extraction significantly improves the properties of the final catalyst. One possible explanation for this improvement may be seen in the fact that due to the extraction of most of the from Dissolved alumina inside the alumina particles makes the final catalyst easier to process For improvement
von Katalysatorträgernof catalyst carriers
aus Aluminiumoxydmade of aluminum oxide
Anmelder:Applicant:
Koninklijke Zwavelzuurfabrieken
ι» v/h Ketjen N.V.,Koninklijke Zwavelzuurfabrieken
ι »v / h Ketjen NV,
Amsterdam (Niederlande)Amsterdam, Netherlands)
Vertreter: Dr. F. Zumstein,
Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. AssmannRepresentative: Dr. F. Zumstein,
Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Assmann
und Dipl.-Chem. Dr. R. Koenigsberger, Patentanwälte, München 2, Bräuhausstr. 4and Dipl.-Chem. Dr. R. Koenigsberger, patent attorneys, Munich 2, Bräuhausstr. 4th
Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 1. Februar 1958Claimed priority:
Netherlands February 1, 1958
Johan Pieter Abrahams, Amsterdam (Niederlande),
ist als Erfinder genannt wordenJohan Pieter Abrahams, Amsterdam (Netherlands),
has been named as the inventor
gänglich für die Moleküle des zu behandelnden Materials wird. Ein Verfahren, bei welchem aluminiumoxydhaltiges, durch Erhitzen aktiviertes Trägermaterial mit Salzsäure behandelt wird, ist an sich bekannt, doch wird bei diesem bekannten Verfahren keine Extraktion vorgenommen, sondern der säurebehandelte Katalysatorträger wird gleich anschließend getrocknet und erhitzt, wobei sublimierbares AlH3 ausgetrieben wird.becomes accessible to the molecules of the material to be treated. A process in which aluminum oxide-containing support material activated by heating is treated with hydrochloric acid is known per se, but in this known process no extraction is carried out, instead the acid-treated catalyst support is immediately dried and heated, whereby sublimable AlH 3 is expelled.
Erfindungsgemäß kann weniger als ungefähr 3% des Aluminiumoxyds extrahiert werden. Es wirdIn accordance with the invention, less than about 3% of the alumina can be extracted. It will
4Q jedoch vorgezogen, die Extraktion weiter fortzusetzen, da mit derartigen geringfügigen Extraktionen nicht alle erzielbaren Vorteile erhalten werden. Stärkere Extraktionen als ungefähr 2O°/o sind im allgemeinen ungünstig, da dadurch ein besonders starker Abfall in den mechanischen Eigenschaften der Aluminiumoxydteilchen bewirkt wird. Die Behandlung mit Salzsäure wird vorzugsweise so vorgenommen, daß unge^ fähr 3 bis 15% des Aluminiumoxyds gelöst werden. Eine geeignete Ausführungsform besteht in der Behandlung des aktiven Aluminiumoxyds mit 0,5 bis 5 η-Salzsäure. Die Salzsäuremenge sollte ausreichend sein, um die gewünschte Aluminiumoxydmenge in Aluminiumtrichlorid umzuwandeln, um die Oberfläche des aktiven Aluminiumoxyds mit Chloridionen4Q preferred to continue the extraction, since such minor extractions do not provide all of the achievable benefits. Stronger Extractions of more than about 20% are generally unfavorable because they result in a particularly large drop is effected in the mechanical properties of the alumina particles. Treatment with hydrochloric acid is preferably done so that about 3 to 15% of the aluminum oxide is dissolved. A suitable embodiment is treating the active alumina with 0.5 to 5 η-hydrochloric acid. The amount of hydrochloric acid should be sufficient to achieve the desired amount of aluminum oxide in Aluminum trichloride convert to the surface of the active aluminum oxide with chloride ions
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zu sättigen und außerdem einen geringen Überschuß, beispielsweise von ungefähr 50%, zu gewährleisten.to saturate and also to ensure a small excess, for example of about 50%.
Bei der Behandlung des aktiven Aluminiumoxyds mit der Säure steigt die Temperatur je nach der Natur des verwendeten Aluminiumoxyds und der Konzentration der Säure bis zu einem gewissen Grade an. Aus praktischen Gründen ist es unerwünscht, daß die Temperatur über 80° C steigt, obgleich auch oberhalb dieser Temperatur gute Ergebnisse erzielt werden können. Steigt die Temperatur über 50° C, so soll die Temperatur oberhalb 50° C gehalten werden, bis die gewünschte Umsetzung zu ungefähr 95% erfolgt ist.When the active alumina is treated with the acid, the temperature rises depending on the nature the aluminum oxide used and the concentration of the acid to a certain extent. For practical reasons it is undesirable for the temperature to rise above 80 ° C., although above good results can be achieved at this temperature. If the temperature rises above 50 ° C, the Maintained temperature above 50 ° C until the desired conversion has occurred to about 95%.
Wenn niedrige Säurekonzentrationen verwendet werden, so liegt die Temperatur nach dem Zusammenbringen des Aluminiumoxyds mit der Säure unterhalb 50° C. Die Mischung wird dann auf ungefähr 50° C erhitzt und bei dieser Temperatur gehalten, bis die Umsetzung zu ungefähr 95% durchgeführt ist. Im allgemeinen ist dies innerhalb 1 Stunde der Fall.If low concentrations of acid are used, the temperature will be after contacting of the alumina with the acid below 50 ° C. The mixture is then brought to about 50 ° C heated and held at that temperature until about 95% of the reaction is complete. in the generally this is the case within 1 hour.
Eine Temperatur von ungefähr 50° C hat sich zwar als günstig zur Durchführung der Extraktion erwiesen. Diese Temperatur ist jedoch keinesfalls wesentlich zur Erzielung ausgezeichneter Ergebnisse. Unterhalb ungefähr 50° C geht die Reaktion jedoch relativ langsam, bei höherer Temperatur unnötig schnell vor sich.A temperature of approximately 50 ° C. has proven to be favorable for carrying out the extraction. However, this temperature is by no means essential for obtaining excellent results. Below around 50 ° C, however, the reaction proceeds relatively slowly, and unnecessarily fast at higher temperatures themselves.
Der Überschuß von ungefähr 50%Säure wird ebenfalls nur aus praktischen Erwägungen gewählt. Die Reaktionsgeschwindigkeit ist so bemessen, daß eine 95%igeUmsetzung in annehmbarer Zeit erreicht wird. Um die Reaktion noch weiter zu vervollständigen, ist eine beträchtliche zusätzliche Zeit notwendig.The approximately 50% excess acid is also chosen for practical reasons only. the The rate of reaction is such that a 95% conversion is achieved in a reasonable time. Considerable additional time is required to complete the reaction even further.
Nach vollendeter Reaktion wird das Aluminiumoxyd gründlich mit Wasser zur Eliminierung der überschüssigen Säure und des gelösten Aluminiumsalzes gewaschen.When the reaction is complete, the aluminum oxide is washed thoroughly with water to eliminate the excess acid and the dissolved aluminum salt washed.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Katalysatorträger enthält weiterhin eine Kalzinierungsstufe des mit Säure ausgelaugten, aktiven Aluminiumoxyds bei 500 bis 850° C. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das säurebehandelte Aluminiumoxyd bei 650 bis 800° C kalziniert. Während der Kalzinierung tritt eine günstige Änderung der Porosität des Aluminiumoxyds ein. Die Zahl der Poren mit einem Durchmesser unterhalb ungefähr 70 Ä wird beträchtlich vermindert, während das gesamte Porenvolumen im wesentlichen dasselbe bleibt. Diese im Prinzip bekannte Eliminierung des größeren Teils der kleinen Poren hat einen besonders günstigen Einfluß auf die Eigenschaften des endgültigen Katalysators. The process according to the invention for producing the catalyst supports also contains a calcination stage of the acid-leached, active aluminum oxide at 500 to 850 ° C. In a preferred In the embodiment, the acid-treated aluminum oxide is calcined at 650 to 800 ° C. While the calcination results in a favorable change in the porosity of the aluminum oxide. The number of Pores below about 70 Å in diameter are considerably reduced throughout Pore volume remains essentially the same. This, in principle, known elimination of the larger part the small pores has a particularly beneficial effect on the properties of the final catalyst.
Der beobachtete Wechsel in der Porosität des aktiven Aluminiumoxyds kann der gemeinsamen Wirkung der Säurebehandlung und der nachfolgenden Kalzinierung zugeschrieben werden. Auch eine verlängerte Kalzinierung des ursprünglichen Aluminiumoxyds, selbst bei Temperaturen von ungefähr 850° C, reicht jedoch nicht aus, um diesen selben Effekt zu erzielen. Obgleich ein Anstieg des durchschnittlichen Porendurchmessers beobachtet wird, ist die Eliminierung der Poren mit einem Durchmesser unterhalb ungefähr 70 Ä sehr viel geringer als wenn das Aluminiumoxyd einer Behandlung mit Säure unterworfen ist. Erfindungsgemäß können die Kalzinierungstemperatur und -dauer des säurebehandelten Aluminiumoxyds in relativ weiten Grenzen variiert werden.The observed change in the porosity of the active alumina may be the joint effect can be attributed to acid treatment and subsequent calcination. Also an extended one Calcination of the original alumina, even at temperatures of around 850 ° C, however, it is not sufficient to achieve this same effect. Although an increase in the average pore diameter is observed, the elimination is the pores with a diameter below about 70 Å are much smaller than when the aluminum oxide is subjected to treatment with acid. According to the invention, the calcination temperature and duration of the acid-treated aluminum oxide can be varied within relatively wide limits.
Eine Kalzinierung über mehrere Stunden bei ungefähr 550° C gibt bereits eine merkbare Verminderung der Anzahl der kleinen Poren. Bei höheren Temperaturen, beispielsweise zwischen 700 und 800° C, geht diese Verminderung sehr viel schneller und vollständiger vor sich.Calcination for several hours at about 550 ° C already gives a noticeable reduction the number of small pores. At higher temperatures, for example between 700 and 800 ° C, goes this diminution occurs much more quickly and completely.
Im allgemeinen ist eine Kalzinierung von ungefährIn general, calcination is about
30 Minuten bis zu einigen Stunden ausreichend. Längeres Erhitzen verbessert nicht die Eigenschaften des Aluminiumoxyds in merkbarem Maße und ist daher nicht notwendig oder sogar unerwünscht.30 minutes to a few hours is sufficient. Prolonged heating does not improve the properties of the Aluminum oxide to a noticeable extent and is therefore not necessary or even undesirable.
Zwar wird bei Temperaturen über 800° C die erwünschte Eliminierung von Poren mit einem geringeren Durchmesser als ungefähr 70 Ä erreicht. Es tritt jedoch ein ungünstiger Wechsel in den Eigenschaften des Aluminiumoxyds ein (Bildung der inaktiven α-Form). Bei Temperaturen über ungefähr 850° C überwiegen diese nachteiligen Wirkungen alle vorteilhaften Wechsel in den Eigenschaften. Nicht für alle Arten von aktivem Aluminiumoxyd sind die optimalen Kalzinierungsbedingungen des säurebehandelten Aluminiumoxyds dieselben. Für jede Art aktives Aluminiumoxyd kann man diese günstigsten Bedingungen jedoch leicht bestimmen.It is true that at temperatures above 800 ° C, the desired elimination of pores with a lower Diameter than about 70 Å. However, there is an unfavorable change in properties of aluminum oxide (formation of the inactive α-form). At temperatures above approximately 850 ° C these adverse effects outweigh any beneficial changes in properties. Not for everyone Kinds of active alumina are the optimal calcination conditions of the acid-treated alumina same. These favorable conditions can be found for every type of active aluminum oxide however easy to determine.
Der Ausdruck »Porendürchmesser« ist nicht eindeutig, da er eine bestimmte Form der Poren voraussetzt. In Katalysatorträgern kann man drei Hauptarten von Poren unterscheiden:The expression "pore diameter" is ambiguous, because it requires a certain shape of the pores. There are three main types of catalyst carriers differentiate from pores:
1. Die zwischen mehr oder weniger regulär geschichteten Teilchen liegende Räume;1. The layered between more or less regular Particle lying spaces;
2. die plattengleichen Poren, die in geschichteten Strukturen vorkommen;2. the plate-like pores that occur in layered structures;
3. die mehr oder weniger röhrenförmigen Poren.3. the more or less tubular pores.
Üblicherweise kommen zwei oder alle drei Porenarten gleichzeitig in einem Katalysatorträger vor. Der Ausdruck »Porendurchmesser« muß daher an einem stark idealisierten Modell definiert werden.Usually two or all three types of pores occur simultaneously in a catalyst support. Of the The term "pore diameter" must therefore be defined on a strongly idealized model.
Wenn die Poren als zylindrische »Röhren«, ein oft gebrauchtes Modell, betrachtet werden, so kann der Anteil der Poren unterhalb eines bestimmten Durchmessers an dem Gesamtporenvolumen aus dem Desorptionsteil der Adsorptions-Desorptions-Isotherme des Stickstoffs bei der Siedetemperatur von flüssigem Stickstoff berechnet werden. Diese Berechnungen basieren auf der Kelvinformel. Diese Methode, beschrieben von E. P. Barret, L. G. Joyner und P. P. Halenda, Journ. of Amer. Chem. Society, 73, S. 373 (1951), wurde hier verwendet. Das Porenvolumen ist abgeleitet von der Stickstoffadsorption bei p/p0 = 0,98. Das bedeutet, daß das in den Poren bis zu einem Durchmesser von ungefähr 500 Ä vorhandene Porenvolumen gemessen wird.If the pores are viewed as cylindrical "tubes", a model that is often used, the proportion of pores below a certain diameter in the total pore volume can be calculated from the desorption part of the adsorption-desorption isotherm of nitrogen at the boiling point of liquid nitrogen. These calculations are based on the Kelvin formula. This method, described by EP Barret, LG Joyner and PP Halenda, Journ. of Amer. Chem. Society, 73, p. 373 (1951) has been used here. The pore volume is derived from the nitrogen adsorption at p / p 0 = 0.98. This means that the pore volume present in the pores up to a diameter of approximately 500 Å is measured.
Elemente der VIII. Gruppe enthaltende Reformierungskatalysatoren, die aus einer bestimmten Art von Aluminiumoxyd hergestellt worden sind, zeigen eine wesentlich geringere Aktivität als vergleichbare, aus derselben Aluminiumoxydart hergestellte Katalysatoren, bei denen das Aluminiumoxyd erfindungsgemäß behandelt wurde. Dasselbe gilt für jeden anderen Katalysator, der mit Hilfe der erfindungsgemäß hergestellten Träger bereitet wurde.Reforming catalysts containing elements of Group VIII, which are composed of a certain type of Alumina have been produced, show a much lower activity than comparable ones from The same type of aluminum oxide produced catalysts in which the aluminum oxide according to the invention was treated. The same applies to any other catalyst produced with the aid of the invention Carrier was prepared.
Das Verfahren zur Herstellung der Katalysatorträger aus aktivem Aluminiumoxyd ist nicht wesentlich für die vorliegende Erfindung. Jedes bekannte Verfahren kann hierzu benutzt werden. Auch sind für die Erfindung die Natur und die Menge der katalytischen Metalle oder die Verwendung von Beschleunigern, wie Halogenen, nicht wesentlich. In Reformier ungskatalysator en wird oft Platin in Mengen von ungefähr 0,1 bis 1,0 %> verwendet. In diesem Fall kann das erfindungsgemäß behandelte Aluminiumoxyd mit einer Lösung von Platinchlorwasserstoff säure nach irgendeinem bekannten Verfahren imprägniert wer-The process of making the active alumina catalyst supports is not essential for the present invention. Any known method can be used for this purpose. Also are for the invention the nature and amount of catalytic metals or the use of accelerators, like halogens, not essential. In reforming catalysts, platinum is often used in amounts of about 0.1 to 1.0%> used. In this case, the alumina treated according to the invention can be used impregnated with a solution of platinum hydrochloric acid by any known method
den. Auch zusätzliche Behandlungen mit Wasserstoff oder Ammoniumsulfid können Verwendung finden. Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.the. Additional treatments with hydrogen or ammonium sulfide can also be used. The following examples illustrate the invention.
Drei verschiedene Sorten von aktivem Aluminiumoxyd A, B und C, alle in Form von zylindrischen Tabletten mit einem Durchmesser und einer Höhe von 3 mm wurden der folgenden Behandlung unterworfen:Three different types of active alumina A, B and C, all in the shape of cylindrical ones Tablets with a diameter and height of 3 mm were subjected to the following treatment:
Zu 375 g 16°/oiger Salzsäure, die sich in einem Becherglas befanden, wurden 250 g aktives Aluminiumoxyd zugefügt. Die Temperatur der Mischung stieg je nach Art des verwendeten Aluminiumoxyds um ein bestimmtes Maß. Nach einet Behandlungszeit von 20 Minuten wurden die Aluminiumoxydtabletten durch Dekantierung zunächst mit kaltem, destilliertem Wasser, dann mit destilliertem Wasser von 50° C gewaschen, bis der Abfluß nur noch eine schwache Reaktion auf Chloridionen gab. Die Tabletten wurden bei 120° C getrocknet und dann 21Za Stunden lang bei 750° C kalziniert.250 g of active aluminum oxide were added to 375 g of 16% hydrochloric acid in a beaker. The temperature of the mixture rose by a certain amount depending on the type of aluminum oxide used. After a treatment time of 20 minutes, the aluminum oxide tablets were washed first with cold, distilled water and then with distilled water at 50 ° C. by decanting until the discharge gave only a weak reaction to chloride ions. The tablets were dried at 120 ° C and then calcined 2 1 Za hours at 750 ° C.
Der Temperaturanstieg bei der Behandlung der Oxyde A, B und C mit der Salzsäure betrug 65, 25 bzw. 56° C. Die Prozentgehalte des aus den Tabletten extrahierten Aluminiumoxyds betrugen 12,7, 10,8 bzw. 10,6%.The temperature rise during the treatment of oxides A, B and C with hydrochloric acid was 65.25 and 56 ° C. The percentages of aluminum oxide extracted from the tablets were 12.7, 10.8 and 10.6%, respectively.
Die aus den Oxyden A, B und C erhaltenen Produkte wurden mit Al, B 1 und Cl bezeichnet. Einige wesentliche physikalische Eigenschaften werden in der folgenden Tabelle angeführt.The products obtained from oxides A, B and C were designated Al, B 1 and Cl. Some essential physical properties are in the listed in the following table.
Al Aluminiumoxyd
B I BlAl aluminum oxide
BI Bl
ClCl
Wirksame Oberfläche (m2/g) Effective surface (m 2 / g)
Porenvolumen (cm3/g) Pore volume (cm 3 / g)
Verteilung der Porengröße (Prozentsatz des Porenvolumens, das in Poren mit einem unter dem angegebenen Durchmesser vorhanden ist)Distribution of pore size (percentage of the pore volume that is in pores with a diameter smaller than the specified)
< 70 Ä <70 Ä
<80Ä <80Ä
<90Ä <90Ä
<100Ä <100Ä
<110Ä <110Ä
222 0,40222 0.40
30 51 72 88 9530 51 72 88 95
191 0,45191 0.45
Als Ergebnis der Behandlung hatten sich die wirksamen Oberflächen der Aluminiumoxyde vermindert, während die Porenvolumina etwas größer geworden waren. Der Anteil der Poren mit einem Durchmesser unterhalb ungefähr 70 Ä am Gesamtporenvolumen hatte sich beträchtlich vermindert. Sowohl die ursprünglichen Aluminiumoxyde wie die behandelten Aluminiumoxyde wurden für die Herstellung von Reformierungskatalysatoren benutzt.As a result of the treatment, the effective surface areas of the aluminum oxides had decreased, while the pore volumes had become somewhat larger. The proportion of pores with a diameter below about 70 Å in total pore volume had decreased considerably. Both the original Alumina like the treated alumina have been used in the manufacture of reforming catalysts used.
Hierzu wurden die Aluminiumoxyde mit einer Lösung von Platinchlorwasserstoffsäure und Salzsäure imprägniert, anschließend getrocknet und bei einer Temperatur von 540° C verglüht.To do this, the aluminum oxides were mixed with a solution of platinum hydrochloric acid and hydrochloric acid impregnated, then dried and annealed at a temperature of 540 ° C.
Die erhaltenen Katalysatoren wurden in ihrer Wirksamkeit zur Reformierung von Kohlenwasserstoffmischungen in der folgenden Weise miteinander verglichen :The obtained catalysts were compared in their effectiveness for reforming hydrocarbon mixtures in the following manner :
45 ml des Katalysators wurden in einem Reaktionsgefäß bei 492° C unter einem Wasserstoffdruck von 13,5 Atmosphären erhitzt. 20 Stunden lang wurde eine Mischung eines Paraffinöls mit einem Siedebereich von 100 bis 160° C und Wasserstoff in einem molaren Verhältnis von 1:5 durch das Reaktionsgefäß geleitet. Der Druck wurde bei 13,5 Atmosphären, die Temperatur am Eintrittsende des Katalysatorbettes bei 492° C gehalten. Die Fließgeschwindigkeit wurde während des Versuchs konstant gelialten. Von dem erhaltenen reformierten Öl wurde der Anilinpunkt bestimmt. 45 ml of the catalyst were in a reaction vessel at 492 ° C under a hydrogen pressure of 13.5 atmospheres heated. A mixture of a paraffin oil with a boiling range was used for 20 hours from 100 to 160 ° C and hydrogen in a molar ratio of 1: 5 passed through the reaction vessel. The pressure was at 13.5 atmospheres, the temperature at the inlet end of the catalyst bed held at 492 ° C. The flow rate was kept constant during the experiment. From the received The aniline point was determined for reformed oil.
Die Durchsatzgeschwindigkeit, bei dem dieser Anilinpunkt erhalten wurde, wurde mit der Durchsatzgeschwindigkeit verglichen, bei der ein Standard-Reformierungskatalysator ein Reformierungsöl mit demselben Anilinpunkt erzeugt. Die übrigen Bedingungen des Versuchs waren identisch.The rate at which this aniline point was obtained was compared to the rate at which a standard reforming catalyst was obtained produces a reforming oil with the same aniline point. The other conditions of the experiment were identical.
Das Verhältnis der Durchsatzgeschwindigkeit mit dem zu prüfenden Katalysator zu der des Standardkatalysators,
ausgedrückt als Prozentgehalt, wurde als 242
0,33The ratio of the flow rate of the catalyst under test to that of the standard catalyst, expressed as a percentage, was found to be 242
0.33
65
68
70
7265
68
70
72
7474
155
0,36155
0.36
20
33
45
56
6520th
33
45
56
65
253 0,47253 0.47
27 39 55 82 8727 39 55 82 87
197 0,49197 0.49
14 22 32 43 5314 22 32 43 53
Volumenaktivität des zu prüfenden Katalysators bezeichnet. Volume activity of the catalyst to be tested denotes.
Die Ergebnisse der Reformierungsversuche waren wie folgt:The results of the reforming attempts were as follows:
des vorverdich-
teten Materials
(g/cm3)Bulk density
of the pre-compression
teten material
(g / cm 3 )
(GewichtsPt
(Weight
prozent)Cl
percent)
aktivität
(Standard
katalysator
= 100)volume
activity
(Default
catalyst
= 100)
Die aus den Aluminiumoxyden A 1,Bl und Cl hergestellten Katalysatoren sind sehr viel aktiver als die aus den ursprünglichen Aluminiumoxyden A, B und C hergestellten Katalysatoren.Those produced from the aluminum oxides A 1, Bl and Cl Catalysts are much more active than those made from the original aluminum oxides A, B and C. produced catalysts.
Die Aluminiumoxyde A, B und C wurden 1 Stunde bei 780° C kalziniert. Die erhaltenen Aluminiumoxyde wurden als A2, B 2 und C2 bezeichnet. Diese Aluminiumoxyde wurden anschließend mit Salzsäure gemäß der im Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise behandelt. Der Temperaturanstieg bei der Kontaktierung der Aluminiumoxyde mit Salzsäure betrug 52, 23 bzw. 39° C. Die Prozentgehalte an extrahiertem Aluminiumoxyd betrugen 10,5, 8,5 bzw. 8,9%. Die erhaltenen Aluminiumoxyde wurden mit A 2-1, B 2-1 und C 2*1 bezeichnet. Die physikalischen Eigenschaften werden in der folgenden Tabelle wiedergegeben. The aluminum oxides A, B and C were calcined at 780 ° C. for 1 hour. The aluminum oxides obtained were designated as A2, B 2 and C2. These aluminum oxides were then treated with hydrochloric acid treated according to the procedure described in Example 1. The temperature rise during contacting the aluminum oxides with hydrochloric acid were 52, 23 and 39 ° C. The percentages of extracted aluminum oxide were 10.5, 8.5 and 8.9%, respectively. The aluminum oxides obtained were designated A 2-1, B 2-1 and C 2 * 1. The physical properties are shown in the following table.
A2A2
A 2-1A 2-1
Aluminiumoxyd
B2 I B2-1Aluminum oxide
B2 I B2-1
C 2C 2
C 2-1C 2-1
Wirksame Oberfläche (m2/g) ..Effective surface (m 2 / g) ..
Porenvolumen (cm3/g) Pore volume (cm 3 / g)
Verteilung der Porengröße (°/ο)Distribution of the pore size (° / ο)
<70Ä <70Ä
<80Ä <80Ä
<90Ä <90Ä
<100Ä <100Ä
<110Ä <110Ä
194
0,38194
0.38
23
37
56
74
8323
37
56
74
83
168
0,455168
0.455
7
12
20
29
407th
12th
20th
29
40
177
.0,32177
.0.32
49
58
64
68
7049
58
64
68
70
140
0,355140
0.355
15
28
41
51
6115th
28
41
51
61
202
0,44202
0.44
19
28
42
56
7019th
28
42
56
70
185
0,505185
0.505
10
15
23
31
3810
15th
23
31
38
Auch in diesem Fall wird ein Abfall der wirksamen Oberfläche, eine Vergrößerung desPorenvolumens und ein wesentlicher Abfall des Anteils der Poren mit einem Durchmesser unterhalb 70 Ä am Gesamtporenvolumen als Ergebnis der Behandlung beobachtet.In this case, too, there will be a decrease in the effective surface area, an increase in the pore volume and a significant decrease in the proportion of pores with a diameter below 70 Å in the total pore volume observed as a result of treatment.
Aus einem Vergleich mit den Werten des Beispiels 1 folgt als Ergebnis der Kalzinierung bei 780° C, daß die wirksame Oberfläche und das Porenvolumen abfallen. Das in Poren mit einem Durchmesser unterhalb ungefähr 70 A vorhandene Porenvolumen vermindert sich viel weniger stark als durch eine Behandlung gemäß der Erfindung.From a comparison with the values of Example 1, the result of the calcination at 780 ° C. is that the effective surface and the pore volume decrease. The pore volume present in pores less than about 70 Å in diameter is reduced much less than a treatment according to the invention.
Ein Vergleich der physikalischen Konstanten der Oxyde Al, Bl und Cl mit den Oxyden A2-1, B2-1 und C2-1 zeigt, daß in der letzteren Reihe die Ausmerzung der kleinen Poren vollständiger ist, während die Porenvolumen dieselben geblieben sind.A comparison of the physical constants of the oxides Al, Bl and Cl with the oxides A2-1, B2-1 and C2-1 shows that in the latter row the eradication of the small pores is more complete, while the pore volumes have remained the same.
Die Aluminiumoxyde A 2, B 2 und C 2 und die Aluminiumoxyde A2-1, B 2-1, und C 2-1 wurden zur Herstellung von Reformierungskatalysatoren in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise verwendet.The aluminum oxides A 2, B 2 and C 2 and the aluminum oxides A2-1, B 2-1, and C 2-1 were used for production of reforming catalysts in the manner described in Example 1 used.
Die Aktivität der erhaltenen Katalysatoren wurde mit der des Standardkatalysators verglichen. Die Ergebnisse sind die folgenden:The activity of the catalysts obtained was compared with that of the standard catalyst. The results are the following:
Nach Waschen mit Wasser, bis der Abfluß nur noch eine geringe Reaktion auf Chloridionen gab, wurden die Proben bei 120° C getrocknet und anschließend 3V2 Stunden lang bei 750° C kalziniert. Die erhaltenen Aluminiumoxyde D1-1, D 2-1, D 3-1 und D 4-1 wurden gemäß der im Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensao weise in Reformierungskatalysatoren umgewandelt. Die Aktivitäten dieser Katalysatoren wurden mit der des Standardkatalysators verglichen. Die Ergebnisse waren wie folgt:After washing with water until the drain gave only a slight reaction to chloride ions the samples dried at 120 ° C and then calcined at 750 ° C for 3½ hours. The received Aluminum oxides D1-1, D 2-1, D 3-1 and D 4-1 were prepared according to the procedure described in Example 1 ao wisely converted into reforming catalysts. The activities of these catalysts were with the of the standard catalyst. The results were as follows:
Mit dem Aluminiumoxyd A 2 wurden die folgenden Versuche vorgenommen:The following experiments were carried out with aluminum oxide A 2:
100-g-Proben der Aluminiumoxydtabletten wurden mit Salzsäurelösungen verschiedener Konzentrationen behandelt. Die Menge dieser Lösungen wurde so ausgewählt, daß in jedem Versuch dieselbe Salzsäuremenge vorhanden war:100 g samples of the aluminum oxide tablets were mixed with hydrochloric acid solutions of various concentrations treated. The amount of these solutions was chosen so that the same amount of hydrochloric acid in each experiment was present:
Die Aktivitäten der Katalysatoren A2-1, B 2-1 und C 2-1 liegen also beträchtlich höher als die der Katalysatoren A 2, B 2 und C 2.The activities of the catalysts A2-1, B 2-1 and C 2-1 are therefore considerably higher than those of the catalysts A 2, B 2 and C 2.
Ein Vergleich mit dem entsprechenden Katalysator des Beispiels 1 zeigt, daß die Kalzinierung bei 780° C die Aktivität der endgültigen Katalysatoren günstig beeinflußt.A comparison with the corresponding catalyst of Example 1 shows that the calcination at 780.degree favorably affects the activity of the final catalysts.
Vier Proben eines aktiven Aluminiumoxyds D in Form zylindrischer Tabletten von 3 · 3 mm wurden 1 Stunde bei 500, 650, 780 bzw. 850° C kalziniert. Die erhaltenen Aluminiumoxyde wurden als Dl, D 2, D 3 und D 4 bezeichnet. Die Aluminiumoxyde D1, D 2, D 3 und D 4 wurden anschließend mit verdünnter Salzsäure behandelt.Four samples of active alumina D in the form of cylindrical tablets of 3 x 3 mm were obtained Calcined for 1 hour at 500, 650, 780 or 850 ° C. The aluminum oxides obtained were identified as Dl, D 2, D 3 and D denotes 4. The aluminum oxides D1, D 2, D 3 and D 4 were then treated with dilute hydrochloric acid treated.
In jedem Fall wurden 250-g-Aluminiumoxydtabletten mit 375 ml 5 η-Salzsäure gemischt und 20 Minuten bei 70° C digeriert.In each case 250 g aluminum oxide tablets were mixed with 375 ml 5 η hydrochloric acid and Digested at 70 ° C for 20 minutes.
Mt· attempt
Mt
Der Temperaturanstieg bei der Behandlung des Aluminiumoxyds mit der Salzsäurelösung betrug 6, 19, 30, 41 bzw. 58° C.The temperature rise during the treatment of the aluminum oxide with the hydrochloric acid solution was 6, 19, 30, 41 or 58 ° C.
Die Reaktionsmischungen 1 und 2, in denen die Temperatur weniger als 50° C betrug, wurden 25 Minuten auf 5O0C erhitzt. Die Reaktionsmischungen 3,4 und 5 wurden auf 50° C im Verlauf von 25 Minuten abgekühlt.The reaction mixtures 1 and 2, in which the temperature was less than 50 ° C, were heated 25 minutes at 5O 0 C. The reaction mixtures 3, 4 and 5 were cooled to 50 ° C. in the course of 25 minutes.
Alle Reaktionsmischungen wurden dann 20 Minuten bei 50° C gehalten.All reaction mixtures were then held at 50 ° C for 20 minutes.
Danach wurden die Reaktionsmischungen in vertikale Glasröhren gegeben, die am Boden einer Abflußröhre angebracht waren. In dieser Kolonne wurde das Aluminiumoxyd von überschüssiger Salzsäure und Aluminiumtrichlorid mit destilliertem Wasser bei 50° C freigewaschen. Die Tabletten wurden bei 120° C getrocknet und dann 1 Stunde bei 750° C kalziniertThe reaction mixtures were then placed in vertical glass tubes placed at the bottom of a drainage pipe were appropriate. In this column the aluminum oxide was replaced by excess hydrochloric acid and aluminum trichloride washed free with distilled water at 50 ° C. The tablets were at 120 ° C dried and then calcined at 750 ° C for 1 hour
Der innerhalb eines bestimmten Zeitabschnitts extrahierte Prozentgehalt an Aluminiumoxyd stieg mit steigender Salzsäurekonzentration an. Bei Konzentrationen über ungefähr 2 normal war dieser Anstieg jedoch nur relativ gering. Um bessere Ergebnisse bei Salzsäurekonzentrationen von lnormal oder weniger zu erzielen, sind längere Reaktionszeiten oder höhere Temperaturen erforderlich.The percentage of alumina extracted over a period of time increased with increasing hydrochloric acid concentration. This increase was normal at concentrations above about 2 but only relatively small. To get better results with hydrochloric acid concentrations of Normal or To achieve less, longer reaction times or higher temperatures are required.
Aus den Aluminiumoxyden A 2-2 usw. wurden Reformierungskatalysatoren in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt. Die Aktivitäten dieser Katalysatoren wurden mit dem Standardkatalysator verglichen. Die Ergebnisse waren wie folgt:The aluminum oxides A 2-2 etc. became reforming catalysts prepared in the manner described in Example 1. The activities of these catalysts were with the standard catalyst compared. The results were as follows:
1010
Mit dem Aluminiumoxyd A 2 wurden die folgenden Versuche vorgenommen:The following experiments were carried out with aluminum oxide A 2:
200-g-Proben von Aluminiumoxydtabletten wurden mit Salzsäurelösungen zusammengebracht, die Konzentrationen zwischen ungefähr lnormal und 2normal besaßen.200 g samples of alumina tablets were combined with hydrochloric acid solutions, the concentrations between about normal and 2normal.
Das Volumen der Lösungen wurde nur geringfügig variiert, so daß die Proben mit verschiedenen Mengen Salzsäure behandelt wurden.The volume of the solutions was varied only slightly, so that the samples with different amounts Hydrochloric acid.
Bei der Behandlung der Tabletten mit der Säure wurde bei allen Versuchen die Temperatur unterhalb 50° C gehalten. Innerhalb 25 Minuten stieg die Temperatur auf 50° C an und wurde bei dieser Temperatur 20 Minuten lang gehalten.When the tablets were treated with the acid, the temperature was below in all experiments Maintained 50 ° C. Within 25 minutes the temperature rose to 50 ° C. and was at this temperature Held for 20 minutes.
Danach wurden die Tabletten gewaschen, getrocknet und kalziniert, wie im Beispiel 3 beschrieben. Dann wurde aus den Aluminiumoxyden gemäß der im Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise Reformierungskatalysatoren hergestellt. Die Ergebnisse waren wie folgt:The tablets were then washed, dried and calcined as described in Example 3. The aluminum oxides were then converted into reforming catalysts in accordance with the procedure described in Example 1 manufactured. The results were as follows:
0,52-
0.52
(g/cm3)teten material
(g / cm 3 )
Aus den Werten ist ersichtlich, daß der aus den Tabletten extrahierte Aluminiumoxyd-Prozentsatz ansteigt, wenn, bezogen auf die Tablettenmenge, mehr Salzsäure verwendet wird.It can be seen from the values that the percentage of aluminum oxide extracted from the tablets increases, if more hydrochloric acid is used based on the amount of tablets.
Die Volumenaktivität steigt bis zu ungefähr 7% extrahiertem Aluminiumoxyd an und bleibt dann konstant.The volume activity increases up to about 7% extracted alumina and then remains constant.
Die Schüttdichte des Katalysators vermindert sich mit steigender Extraktion ständig. Das bedeutet, daß beispielsweise mit der Probe A1-11 dieselbe Volumenaktivität erhalten wird wie mit der Probe A 2-8 mit einem etwas geringen Platingewicht im Reaktionsgefäß. The bulk density of the catalyst decreases steadily with increasing extraction. It means that for example the same volume activity with sample A1-11 is obtained as with sample A 2-8 with a somewhat low platinum weight in the reaction vessel.
Ein Vergleich des Katalysators A 2 (Beispiel 2) zeigt, daß das Verfahren gemäß der Erfindung zu einem wesentlich verbesserten Katalysator führt, selbst wenn die Extraktionsgehalten nur 3,8% betragen. 6gA comparison of the catalyst A 2 (Example 2) shows that the process according to the invention is too leads to a much improved catalyst, even if the extraction levels are only 3.8%. 6g
Mit dem aktiven Aluminiumoxyd A 2 wurden die folgenden Versuche angestellt:The following experiments were carried out with the active aluminum oxide A 2:
400-g-Aluminiumoxyd-Tabletten wurden mit 2 1 1,34-n-Salzsäure extrahiert, gewaschen und getrocknet, wie im Beispiel 4 beschrieben.400 g aluminum oxide tablets were made with 2 1 1.34 N hydrochloric acid extracted, washed and dried, as described in example 4.
Das Produkt wurde in vier gleiche Teile geteilt und 3 Stunden bei 540, 660, 730, 780 bzw. 840° C kalziniert. Die erhaltenen Aluminiumoxyde wurden mit Platin verarbeitet und die Aktivitäten der erhaltenen Katalysatoren mit der des Standardkatalysators verglichen.The product was divided into four equal parts and stored for 3 hours at 540, 660, 730, 780 and 840 ° C, respectively calcined. The obtained aluminas were processed with platinum and the activities of the obtained Catalysts compared with that of the standard catalyst.
Die Ergebnisse waren wie folgt:The results were as follows:
909 7-67/393909 7-67 / 393
Probesample
SchüttdichteBulk density
des vorverdich-of the pre-compression
teten Materialsteten material
(g/cm»)(g / cm »)
0,750.75
0,730.73
PtPt
ClCl
(Gewichtsprozent)(Weight percent)
0,39
0,380.39
0.38
0,45
0,490.45
0.49
Volumenaktivität Volume activity
100
170100
170
Die Aktivität steigt mit ansteigender Kalzinierungstemperatur an, bis ein Maximum erreicht ist. Dann fällt die Aktivität sehr rasch ab.The activity increases with increasing calcination temperature until a maximum is reached. then the activity drops off very quickly.
100 g eines aktiven Aluminiumoxyds E in Form von unregelmäßigen Körnern mit einer Größe zwischen 1,2 und 2,0 mm wurden mit 0,51 η-Salzsäure in der in Beispiel 4 beschriebenen Weise behandelt. Nach Waschen und Trocknen wurde das Produkt bei 750° C kalziniert. Das erhaltene Aluminiumoxyd wurde als El bezeichnet.100 g of an active aluminum oxide E in the form of irregular grains with a size between 1.2 and 2.0 mm were treated with 0.51 η-hydrochloric acid in the manner described in Example 4. To Washing and drying, the product was calcined at 750 ° C. The obtained alumina was as El designated.
Die Aluminiumoxyde E und E1 wurden mit Platin verarbeitet und die erhaltenen Reformierungskatalysatoren hinsichtlich ihrer Aktivität mit dem Standardkatalysator verglichen.The aluminum oxides E and E1 were platinum processed and the reforming catalysts obtained in terms of their activity with the standard catalyst compared.
Die Ergebnisse waren wie folgt:The results were as follows:
Lösung von Palladiumchlorid und Salzsäure imprägniert. Impregnated solution of palladium chloride and hydrochloric acid.
Die imprägnierten Tabletten wurden getrocknet und Stunde lang bei 540° C kalziniert.The impregnated tablets were dried and calcined at 540 ° C. for one hour.
Die erhaltenen palladiumhaltigen Katalysatoren wurden in ihrer Aktivität mit dem Standartkatalysator verglichen; die Ergebnisse waren wie folgt:The obtained palladium-containing catalysts were compared in activity with the standard catalyst compared; the results were as follows:
Probesample
C2
C 2-2C2
C 2-2
Schüttdichte
des vorverdichteten Materials
(g/cm3)Bulk density
of the pre-compacted material
(g / cm 3 )
0,70
0,660.70
0.66
PdPd
ClCl
(Gewichtsprozent)(Weight percent)
0,58
0,580.58
0.58
0,50
0,450.50
0.45
Volumenaktivität Volume activity
50
8050
80
Der Katalysator E1 ist beträchtlich aktiver als der Katalysator E.Catalyst E1 is considerably more active than catalyst E.
2400 g aktives Aluminiumoxyd C 2 in Form von 3-3-mm-Tabletten wurden mit 3100 ml 5,2n-Salzsäure behandelt. Nach Waschen und Trocknen wurden die Tabletten 10 Stunden bei 780° C kalziniert. Das erhaltene Produkt, bezeichnet als C 2-2, und das ursprüngliche Aluminiumoxyd C 2 wurden mit einer Obgleich beide Aktivitäten beträchtlich unter dem Stand des Standardkatalysators bleiben, ist der Vorteil des Aluminiumoxyds C 2-2 gegenüber dem AIuminiumoxyd C 2 augenscheinlich.2400 g of active aluminum oxide C 2 in the form of 3-3 mm tablets were mixed with 3100 ml of 5.2N hydrochloric acid treated. After washing and drying, the tablets were calcined at 780 ° C. for 10 hours. That obtained product, designated as C 2-2, and the original alumina C 2 were with a Although both activities are well below the standard catalyst level, the advantage is of aluminum oxide C 2-2 compared to aluminum oxide C 2 is evident.
Claims (1)
Deutsche Patentschriften Nr. 864863, 1014689;
USA.-Patentschrift Nr. 2 550531.Considered publications:
German Patent Nos. 864863, 1014689;
U.S. Patent No. 2,550,531.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1078097X | 1958-02-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1078097B true DE1078097B (en) | 1960-03-24 |
Family
ID=19868483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEK36822A Pending DE1078097B (en) | 1958-02-01 | 1959-01-28 | Process for the improvement of catalyst carriers made of aluminum oxide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1078097B (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2550531A (en) * | 1949-12-29 | 1951-04-24 | Atlantic Refining Co | Reforming process and catalyst therefor |
| DE864863C (en) * | 1949-11-30 | 1953-06-05 | Bataafsche Petroleum | Process for the production of shaped catalysts or catalyst carriers containing aluminum oxide |
| DE1014689B (en) | 1954-08-10 | 1957-08-29 | Exxon Research Engineering Co | Process for Making an Improved Hydroforming Catalyst |
-
1959
- 1959-01-28 DE DEK36822A patent/DE1078097B/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE864863C (en) * | 1949-11-30 | 1953-06-05 | Bataafsche Petroleum | Process for the production of shaped catalysts or catalyst carriers containing aluminum oxide |
| US2550531A (en) * | 1949-12-29 | 1951-04-24 | Atlantic Refining Co | Reforming process and catalyst therefor |
| DE1014689B (en) | 1954-08-10 | 1957-08-29 | Exxon Research Engineering Co | Process for Making an Improved Hydroforming Catalyst |
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