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DE69808983T2 - Methanolsynthese- und Reformierungskatalysator bestehend aus Kupfer, Zink und Aluminium - Google Patents

Methanolsynthese- und Reformierungskatalysator bestehend aus Kupfer, Zink und Aluminium

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DE69808983T2
DE69808983T2 DE69808983T DE69808983T DE69808983T2 DE 69808983 T2 DE69808983 T2 DE 69808983T2 DE 69808983 T DE69808983 T DE 69808983T DE 69808983 T DE69808983 T DE 69808983T DE 69808983 T2 DE69808983 T2 DE 69808983T2
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Masayuki Kobayashi
Hitoshi Kusama
Kiyomi Okabe
Kazuhiro Sayama
Tadashi Yamaguchi
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YKK Corp
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/80—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with zinc, cadmium or mercury
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
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    • C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
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Description

    1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen Katalysator, welcher für die Hydrierung von Kohlendioxid oder Kohlenmonoxid bei der Synthese eines Alkohols und/oder eines Kohlenwasserstoffes, durch Reaktion von Kohlendioxid, Kohlenmonoxid oder eines Kohlendioxid/Kohlenmonoxid-Gemisches mit Wasserstoffgas, verwendet wird, oder welcher zum Dampfreformieren bei der Herstellung von Wasserstoff aus einem Alkohol oder Wasser verwendet wird.
    • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Untersuchungen für die Entwicklung von Methanolsynthese-Katalysatoren werden bereits seit langer Zeit vorgenommen. Insbesondere seit der Veröffentlichung des an ICI 1968 erteilten Grundlagenpatents (USP 3,790,505) waren Katalysatoren, die aus Kupfer, Zink und Aluminiumoxiden bestehen und durch einen Copräzipitationsprozess hergestellt werden, als sehr aktiv bei der Methanolsynthese bekannt. Viele diesbezügliche Erfindungen wurden gemacht. Diese Katalysatoren kamen in Anlagen zum industriellen Einsatz, in denen Methanol aus einem Synthesegas erzeugt wird, sowie in Anlagen, in denen Wasserstoff durch Dampfreformieren von Methanol hergestellt wird, was die umgekehrte Reaktion ist.
  • Seit kurzem werden zunehmend Untersuchungen betreffend die Umwandlung von Kohlendioxid in Methanol mit einem derartigen Methanolsynthese-Katalysator als Maßnahme zur Linderung des Problems der globalen Erwärmung durch Kohlendioxid vorgenommen. Jedoch sollte dieser, damit Kohlendioxid, das etwa bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe in großer Menge entsteht, in Methanol umgewandelt wird, ausreichend hohes Umwandlungsvermögen aufweisen, um den extrem schnellen Verbrennungsreaktionen gerecht zu werden. Demzufolge besteht eine große Nachfrage nach einem Katalysator, der eine noch größere Reaktionsfähigkeit als die herkömmlichen Katalysatoren aufweist.
  • Beispielsweise ist eine Reaktion beim Dampfreformieren von Methanol gegeben durch (1).
  • CH&sub3;OH + H&sub2;O → 3H&sub2; + CO&sub2; ... (1)
  • Die Reaktion für die Methanolsynthese ist durch (2) dargestellt.
  • 3H&sub2; + CO&sub2; → CH&sub3;OH + H&sub2;O ... (2).
  • Bekannte Katalysatoren, welche diese Reaktionen betreffen, werden nachfolgend aufgeführt. Beispiele von Katalysatoren, die Kupfer, Zink und Aluminiumoxide und weiter mindestens einen Zusatzstoff enthalten, sind: Ein Katalysator, der ein Seltenerdeelement oder Zirkon enthält, wie beschrieben in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 60-209255; ein Katalysator, der Yttrium oder ein Lanthaniden- oder Actiniden-Element enthält, wie beschrieben in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 60.147244; einer, der Chromoxid und Silber enthält, wie beschrieben in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 4-122450; einer, der Chromoxid und Lanthanoxid enthält, wie beschrieben in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 5-168936; einer, der Gallium, Vanadium, Molybdän und Wolfram enthält, wie beschrieben in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 6-312138; und einer, der Titan- und Zirkonoxide enthält, wie beschrieben in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 8-229399. Weiter sind Katalysatoren, die lediglich aus drei Bestandteilen bestehen, d. h. Kupfer, Zink und Aluminiumoxide, in den japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr. 50-68983, 55-106543, 56-70836, 57-130547, 57-7256, 59-222232, 59-102443, 60-190232, 60-179145, 62-53739, 3-68450, 6- 170231 etc. beschrieben. Die dort angegebenen Beispiele zeigen, dass die effektiven Bereiche der Anteile bei der Zusammensetzung von Kupfer, Zink und Aluminiumoxiden für Cu zwischen 30 und 70 Gew.-%, für Zn zwischen 20 und 70 Gew.-%, bzw für Al bis zu 15 Gew -% betragen.
  • Industrielle Katalysatoren, die momentan in Anlagen zur Methanolsynthese und zum Dampfreformieren von Methanol verwendet werden, wurden auf ihre Zusammensetzung und Struktur hin untersucht. Als Ergebnis wurde gefunden, dass diese Katalysatoren eine in diesem Bereich liegende Zusammensetzung aufweisen, und eine Struktur aufweisen, die Aluminiumoxid in der Größenordnung von Mikrometern enthält und, in Koexistenz mit diesem, Kupferoxid und Zinkoxid in einer zweistelligen Nanometer-Größe. Da diese drei Bestandteile in der Struktur nicht immer in wirksamer Weise in Kontakt miteinander waren, war die Struktur nicht in der Lage, eine große Reaktionsfähigkeit zu realisieren. Daher bestand, um eine sogar noch größere katalytische Reaktionsfähigkeit zu erzielen, Raum für eine Verbesserung der Katalysatorstruktur in Bezug auf die Konfiguration der Partikel.
  • Von den zuvor beschriebenen Katalysatoren des Standes der Technik sind diejenigen, welche durch Zusetzen von Additiven, d. h. Titan, Zirkon, Gallium, Palladium, Vanadium, Molybdän, Wolfram, Yttrium, Lanthaniden- und/oder Actiniden- Elementen zu Kupfer, Zink und Aluminiumoxiden erzielt wurden, für den industriellen Gebrauch ungeeignet, da diese Additivelemente viel teurer als Kupfer, Zink und Aluminium sind.
  • Im Gegensatz dazu sind die Katalysatoren, die lediglich aus Kupfer, Zink und Aluminiumoxiden bestehen, von den Kosten her zufriedenstellend. Jedoch haben diese Katalysatoren, bei welchen die Anteile von Kupfer, Zink und Aluminium im Bereich zwischen 30 und 70 Gew.-%, 20 bis 70 Gew.-%, bzw. bis zu 15 Gew.-% liegen, keine große Reaktionsfähigkeit, wenn sie mittels herkömmlicher Prozesse, d. h. mittels des Copräzipitationsverfahrens hergestellt werden, welches beispielsweise in EP-A-0 742 193, US-A-4,279,781, US-A-4,535,071 und GB-A-1 159 035 offenbart ist. Basierend auf Daten bezüglich der Eigenschaften von Katalysatoren, die mittels des Copräzipitationsverfahrens von uns hergestellt wurden, so dass sie Zusammensetzungen innerhalb des obigen Bereiches aufwiesen, nimmt man an, dass die Reaktionsfähigkeit sogar der Katalysatoren mit der wirksamsten Zusammensetzung maximal etwa das 2-fache von der industrieller Katalysatoren beträgt, welche aus Kupfer, Zink und Aluminiumoxiden bestehen und im Moment für die Methanolsynthese verwendet werden. Man nimmt daher an, dass ein Katalysator, welcher eine Zusammensetzung innerhalb des zuvor angegebenen Bereiches hat und eine sogar nach größere Leistungsfähigkeit aufweist, nur bei Anwendung eines speziellen Herstellungsprozesses realisiert werden kann, wie etwa dem, der z. B. in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 8-215571 offenbart ist.
    • INHALT DER ERFINDUNG
  • Ein Ziel der Erfindung besteht darin, einen sehr aktiven Methanolsynthese- und -reformierungskatalysator bereitzustellen, der Kupfer, Zink und Aluminiumoxide enthält, und zwar nicht durch ein teures Spezialverfahren, sondern mittels des Copräzipitationsverfahrens, was vermutlich das häufigste Katalysator- Herstellungsverfahren ohne Verwendung irgendeines schädlichen oder teuren Additivelementes ist.
  • Im Hinblick auf die zuvor beschriebenen Probleme haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung genaue Untersuchungen bezüglich der optimalen Bedingungen zur Erzielung einer hohen Reaktionsfähigkeit unter dem Gesichtspunkt der Zusammensetzung und der Partikelstruktur von Katalysatoren vorgenommen, welche aus Kupfer, Zink und Aluminiumoxiden bestehen und beispielsweise mittels des bekannten Copräzipitationsverfahrens hergestellt wurden, welches umfasst: Zusetzen einer alkalischen Lösung, die ein Alkalicarbonat, Alkalihydrogencarbonat, Alkalihydroxid, Ammoniak oder dergleichen enthält, zu einer bekannten wässrigen Lösung aus einem Gemisch von Kupfernitrat, Zinknitrat und Aluminiumnitrat, Reagieren lassen des entstandenen Gemisches, um einen Niederschlag zu erzielen, Waschen des Niederschlags, Gewinnen des Niederschlags durch Filtrieren, und nachfolgendes Brennen von diesem. Als Ergebnis fanden die Erfinder der vorliegenden Erfindung eine spezielle Katalysatorstruktur, bei welcher die drei Komponenten aus Kupferoxid, Zinkoxid und Aluminiumoxid sehr effektiv miteinander zusammenwirken, sowie eine optimale Zusammensetzung, welche eine besonders hohe Reaktionsfähigkeit aufweist. Diese Erfindung basiert vollständig auf diesen Erkenntnissen. Spezieller zielt die Erfindung auf einen Methanolsynthese- und -reformierungskatalysator, der aus Kupfer, Zink und Aluminiumoxiden besteht und eine Struktur aufweist, die Kupfer- oder Kupferoxidpartikel beinhaltet, die mit einem Film aus Aluminiumoxid und Zinkoxid überzogen sind, wie spezifiziert im anliegenden Anspruch 1.
    • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Fig. 1 zeigt ein mit einem Transmissionselektronenmikroskop aufgenommenes Gefügebild, das zur Auswertung der Strukturen der in den Beispielen und im Vergleichsbeispiel beschriebenen Katalysatoren verwendet wird, und zeigt weiter eine modellhafte Darstellung der Fotografien.
  • Fig. 2 zeigt mit einem Transmissionselektronenmikroskop aufgenommene Gefügebilder, die zur Bewertung der Strukturen der in den Vergleichsbeispielen beschriebenen Katalysatoren verwendet wurden, und zeigt weiter eine modellhafte Darstellung der aufgenommenen Bilder.
  • Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen der katalytischen Leistungsfähigkeit und der Zusammensetzung der in den Beispielen und den Vergleichsbeispielen beschriebenen Katalysatoren.
    • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Damit der Katalysator der vorliegenden Erfindung, der aus Kupfer, Zink und Aluminiumoxiden besteht, diese große Reaktionsfähigkeit aufweist, sollte er eine Struktur haben, bei welcher Kupfer oder Kupferoxidpartikel mit einem Film aus Aluminiumoxid und Zinkoxid überzogen sind. Diese Struktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die aus Kupfer oder einem Oxid von diesem bestehenden Partikel eine Partikelgröße von 1 bis 100 nm, vorzugsweise 1 bis 50 nm, und der Beschichtungsfilm aus Zink und Aluminiumoxiden eine Dicke von 0,1 nm (Film mit einatomiger Stärke), bis 100 nm, vorzugsweise 0,1 bis 50 nm aufweist. Der Grund dafür, dass die Kupfer- oder Kupferoxidpartikel so eingestellt sind, dass sie eine Größe von 1 bis 100 nm aufweisen, liegt darin, dass Kupfer ein aktives Element ist und es somit wichtig ist, die Partikelgröße so klein wie möglich zu machen, so dass insgesamt eine große Oberfläche erhalten bleibt. Jedoch beeinträchtigt eine übermäßige Verringerung der Partikelgröße aufgrund der erhöhten Oberflächenenergie die thermische Stabilität der Partikel, so dass bei den Partikeln die Gefahr eines Versinterns besteht. Daher liegt der optimale Partikelgrößenbereich vom Standpunkt eines Gleichgewichts zwischen Reaktionsfähigkeit und thermischer Stabilität zwischen 1 und 100 nm. Der Grund dafür, dass die Dicke des Beschichtungsfilms aus Zink- oder Aluminiumoxiden auf 0,1 bis 100 nm eingestellt wird, liegt darin, dass die katalytisch wirksamen Stellen lediglich im Bereich der Grenzflächen zwischen dem Kupfer oder dem Kupferoxid und der Zinkschicht und den Aluminiumoxiden vorhanden sind. Und zwar trägt ein zu dicker Beschichtungsfilm nicht zu einer Verbesserung der Reaktionsfähigkeit bei, da sich keine Erhöhung des Anteils der Grenzflächen ergibt.
  • Der erfindungsgemäße Katalysator weist Kupfer-, Aluminium- und Zinkanteile im Bereich von 74,0 bis 81,0 Gew.-%, 6,6 bis 13,0 Gew-% bzw 10,0 bis 14,0 Gew.-% auf Er weist eine Reaktionsfähigkeit des mindestens 3,5-fachen von der herkömmlicher Katalysatoren auf.
  • Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben.
    • Beispiele 1 bis 8
  • Vorgegebene Mengen an Kupfernitrat-Trihydrat, Zinknitrat-Hexahydrat und Aluminiumnitrat-Nonahydrat wurden in 1 l Ionen-getauschtem Wasser gelöst, um eine Lösung a zu erhalten, hingegen wurden 53 g Natriumcarbonat in 1 l Ionen- getauschtem Wasser gelöst, um eine Lösung b zu erhalten. Lösung b wurde unter Rühren mit einem Rührgerät in Lösung a hineingeschüttet, um einen Niederschlag zu erzeugen. Der Niederschlag wurde wiederholt gewaschen, um die darin enthaltenen Natriumionen zu entfernen. Dieser Niederschlag wurde durch Filtrieren gewonnen, bei 80ºC 12 Stunden lang getrocknet, und dann bei 300ºC eine Stunde lang gebrannt. Somit wurden Katalysatoren erzielt, deren Zusammensetzung jeweils innerhalb des in den Ansprüchen (Beispiele 1 bis 20) dargestellten Bereiches lag. Diese Katalysatoren wurden bei der katalytischen Hydrierung von Kohlendioxid zu Methanol auf ihre katalytische Leistung untersucht, wie folgt: Ein H&sub2;/CO&sub2;-Gasgemisch (H&sub2; : CO&sub2; = 3 : 1) wurde durch einen Festbett-Druckreaktor unter den Bedingungen einer Reaktionstemperatur von 250ºC und einem Reaktionsdruck von S MPa geleitet. Das Reaktionsprodukt wurde mit einem In-Line-Gaschromatographen analysiert. In Tabelle 1 sind die Ergebnisse der Zusammensetzungsanalyse der erhaltenen Katalysatoren und die katalytischen Leistungen der Katalysatoren dargestellt [Raum-Zeit-Ausbeute von Methanol: Die Menge der Methanol-Ausbeute (g) pro Zeiteinheit (Stunde) pro Katalysator-Gewichtseinheit (kg)], die für verschiedene Verhältnisse des H&sub2;/CO&sub2;-Gasgemisches zum Katalysator bestimmt wird [W/F; W ist das Gewicht des Katalysators (g) und F ist der Durchsatz des Gasgemisches (Mol/h)], so dass eine Kohlendioxid-Umwandlung von 10% dargestellt wird.
  • In der Tabelle sind die Katalysatoren, welche den Zusammensetzungs- und Strukturanforderungen gemäß der Erfindung genügen, durch o bezeichnet, und diejenigen, welche diesen nicht genügen, durch x bezeichnet.
    • Beispiel 9
  • Eine 9,5 N Natriumhydroxidlösung (0,5 l) wurde in eine Lösung hineingeschüttet, die durch Auflösen von S. 8 g Kupfernitrat-Trihydrat in 0,5 l Ionen-getauschtem Wasser gelöst wurde, und dabei wurde die Kupfernitratlösung unter Rühren mit einem Rührgerät auf 80ºC erwärmt. Somit wurde ein Niederschlag erzielt. Separat wurden 0,5 l einer 0,5 N Natriumcarbonatlösung in eine Lösung hineingeschüttet, die durch Auflösen von 3,53 g Aluminiumnitrat-Nonahydrat in 0,5 l Ionen- getauschtem Wasser erhalten wurde, und dabei die Aluminiumnitratlösung mit einem Rührgerät gerührt. Somit wurde ein Niederschlag b erzielt. Niederschläge A und B wurden jeweils ausreichend mit Wasser gewaschen, bis keine Natriumionen mehr erfasst wurden. Danach wurden die in Ionen-getauschtem Wasser dispergierten Niederschläge vermischt. In diesem Gemisch war 1,00 g Zinknitrat-Hexahydrat gelöst. Dort hinein wurden dann 0,5 l einer 0,5 N Natriumcarbonatlösung unter Rühren mit einem Rührgerät eingefüllt, um einen Niederschlag zu erzeugen. Der Niederschlag wurde wiederholt gewaschen, um darin enthaltene Natriumionen zu entfernen. Dieser Niederschlag wurde durch Filtrieren gewonnen, bei 80ºC 12 Stunden lang getrocknet, und dann bei 300ºC eine Stunde lang gebrannt, um einen Katalysator zu erzielen. Dessen katalytische Leistung wurde in gleicher Weise wie in den Beispielen 1 bis 8 bewertet. Die Ergebnisse der Zusammensetzungsanalyse des erzielten Katalysators und dessen katalytische Leistung sind in Tabelle 1 dargestellt.
    • Vergleichsbeispiele 1 bis 13
  • Katalysatoren, von denen jeder eine Zusammensetzung außerhalb der in den Ansprüchen dargestellten Bereiche aufwies (Vergleichsbeispiele 1 bis 13) wurden unter Verwendung von Kupfernitrat-Trihydrat, Zinknitrat-Hexahydrat, Aluminiumnitrat- Nonahydrat und Natriumcarbonat in gleicher Weise wie in den Beispielen 1 bis 8 erhalten. Deren katalytische Leistungen wurden in gleicher Weise wie in den Beispielen 1 bis 20 untersucht. Die Ergebnisse der Zusammensetzungsanalyse der erhaltenen Katalysatoren und deren katalytische Leistungen sind in Tabelle 1 dargestellt.
    • Vergleichsbeispiel 14
  • Drei Lösungen wurden erzielt, indem separat 5,80 g Kupfernitrat-Trihydrat, 3,53 g Aluminiumnitrat-Nonahydrat und 1,0 g Zinknitrat-Hexahydrat in 0,5 l Ionen- getauschtem Wasser gelöst wurden. In jede der drei Lösungen wurde unter Rühren mit einem Rührgerät 0,5 l einer 0,5 N Natriumcarbonatlösung eingefüllt, um einen Niederschlag zu bewirken. Die drei Niederschläge wurden jeweils ausreichend mit Wasser gewaschen, bis keine Natriumionen mehr erfasst wurden. Der gewaschene Niederschlag wurde durch Filtrieren gewonnen. Diese nassen Niederschläge wurden demselben Ionen-getauschten Wasser zugesetzt und durch Rühren miteinander vermischt. Danach wurde das Gemisch durch Filtrieren gewonnen, bei 80ºC 12 Stunden lang getrocknet, und dann bei 300ºC eine Stunde lang gebrannt, um einen Katalysator zu erzielen. Dessen katalytische Leistung wurde in gleicher Weise wie in den Beispielen 1 bis 8 bewertet. Die Ergebnisse der Zusammensetzungsanalyse des untersuchten Katalysators und dessen katalytische Leistung sind in Tabelle 1 gezeigt.
    • Vergleichsbeispiel 15
  • Drei Lösungen wurden erzielt, indem separat 6,16 g Kupfernitrat-Trihydrat, 1,86 g Aluminiumnitrat-Nonahydrat und 1,12 g Zinknitrat-Hexahydrat in 0,5 l Ionen- getauschtem Wasser gelöst wurden. In jede der drei Lösungen wurde unter Rühren mit einem Rührgerät 0,5 l einer 0,5 N Natriumcarbonatlösung eingefüllt, um einen Niederschlag zu bewirken. Die drei Niederschläge wurden jeweils ausreichend mit Wasser gewaschen, bis keine Natriumionen mehr erfasst wurden. Der gewaschene Niederschlag wurde durch Filtrieren gewonnen. Diese nassen Niederschläge wurden demselben Ionen-getauschten Wasser zugesetzt und durch Rühren miteinander vermischt. Danach wurde das Gemisch durch Filtrieren gewonnen, bei 80ºC 12 Stunden lang getrocknet, und dann bei 300ºC eine Stunde lang gebrannt, um einen Katalysator zu erzielen. Dessen katalytische Leistung wurde in gleicher Weise wie in den Beispielen 1 bis 8 bewertet. Die Ergebnisse der Zusammensetzungsanalyse des untersuchten Katalysators und dessen katalytische Leistung sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
  • Mit Transmissionselektronenmikroskopen aufgenommene Gefügebilder und modellhafte Darstellungen von diesen, die zur Beurteilung der in Tabelle 1 angegebenen Katalysatorstruktur verwendet wurden, sind in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt. Die Fotografien wurden im Maßstab von 1 cm zu 40 nm (Nanometer) aufgenommen.
  • Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen Zusammensetzung (die Mengen an Kupfer und Zink in Gewichtsprozent, wobei es sich beim restlichen Teil um Aluminium handelt) und katalytischer Leistung (Raum-Zeit-Ausbeute von Methanol) bei den Katalysatoren der in Tabelle 1 dargestellten Beispiele und Vergleichsbeispiele. In Fig. 3 bezeichnet die Leistung eines Katalysators, der in dem Beispiel (Zusammensetzung o; Struktur o) erzielt wurde, bezeichnet die Leistung eines Katalysators, der im Vergleichsbeispiel (Zusammensetzung x; Struktur o) erzielt wurde, und bezeichnet die Leistung eines Katalysators, der im Vergleichsbeispiel (Zusammensetzung o; Struktur x) erzielt wurde {o bedeutet, dass der Katalysator den erfindungsgemäßen Anforderungen genügt, hingegen bedeutet x, dass der Katalysator diese nicht erfüllt}. Die Ergebnisse zeigen, dass die in den Beispielen beschriebenen Katalysatoren der Erfindung eine größere Reaktionsfähigkeit als die herkömmlichen Katalysatoren aufweisen, da die erfindungsgemäßen Katalysatoren aus Kupfer-, Zink- und Aluminiumbestandteilen in einem innerhalb des optimalen Bereiches liegendem Verhältnis bestehen und eine Struktur aufweisen, die Kupfer oder Kupferoxidpartikel beinhaltet, welche mit einem Film aus Aluminiumoxid und Zinkoxid überzogen sind. Die Katalysatoren der Erfindung können eine Reaktionsfähigkeit des mindestens 2-fachen der Reaktionsfähigkeit industrieller Katalysatoren aufweisen, die aus den gleichen Kupfer-, Zink- und Aluminiumbestandteilen bestehen.
  • Ein Methanolsynthese- und -reformierungskatalysator extrem großer Reaktionsfähigkeit, welcher sich auch für die Hydrierung von Kohlendioxid oder Kohlenmonoxid verwendet lässt, kann gemäß der Erfindung erzielt werden, indem ein herkömmlicher bekannter Katalysator, der aus Kupfer-, Zink- und Aluminiumoxiden besteht, so eingestellt wird, dass er den oben angegebenen Anforderungen hinsichtlich Struktur und Zusammensetzung genügt, und zwar ohne Verwendung eines teuren Additivelementes oder eines speziellen Herstellungsverfahrens.

Claims (2)

1. Methanolsynthese- und Reformierungskatalysator, der aus Kupfer, Zink und Aluminiumoxiden besteht und eine Struktur aufweist, die Kupfer- oder Kupferoxidpartikel mit einer Partikelgröße von 1 bis 100 nm beinhaltet, die mit einem Film aus Aluminiumoxid und Zinkoxid überzogen sind, der eine Dicke von 0,1 bis 100 nm besitzt, wobei die Anteile der Kupfer-, Zink- und Aluminiumelemente 74,0 bis 81,0 Gew.-%, 10,0 bis 14,0 Gew.-% bzw 6,6 bis 13,0 Gew.-% betragen.
2. Methanolsynthese- und Reformierungskatalysator nach Anspruch 1, welcher durch einen Fällungsprozess erhalten wird, bei dem die Ausgangsmaterialien in nasser Weise vermischt werden.
DE69808983T 1997-03-31 1998-03-30 Methanolsynthese- und Reformierungskatalysator bestehend aus Kupfer, Zink und Aluminium Expired - Fee Related DE69808983T2 (de)

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