Untersuchung der Einflüsse von Reduktions- und Reaktionsbedingungen auf Aktivität und Selektivität modifizierter Cu-Co-Zn-Al-Katalysatoren bei der Alkoholsynthese

Abstract

Ziel dieser Arbeit war es, mittels eines Cu-Co-Zn-Al-Katalysators aus Synthesegas ein Energiealkoholgemisch bestehend aus Methanol und höheren Alkoholen zu erzeugen. Insbesondere wurden die für die Aktivierung des Katalysators notwendige Reduktion und verschiedene Reaktionsbedingungen in Bezug- auf Aktivität, Selektivität und Stabilität optimiert. Dabei war von besonderem Interesse, eine hohe Selektvität für höhere Alkohole und eine niedrige Selektivität für das unerwünschte Nebenprodukt Methan bei möglichst hoher Katalysatoraktivität zu erzielen. Für die Untersuchungen wurden ein Hochdruck-Wärmeflußkalorimeter (DSC), ein Differentialkreislaufreaktor (Typ Berty) und eine Thermowaage (TGA) eingesetzt. Zuerst wurden die Einflußfaktoren der beiden differentiellen Meßapparaturen DSC und Berty-Reaktor systematisch analysiert und quantifiziert. Anschließend wurde der Einfluß der Reduktionstemperatur auf den Reduktionsgrad der Komponenten Kupfer, Kobalt, Zink und Aluminium an der TGA untersucht und eine im Sinne der Aufgabenstellung optimale Reduktionsvorschrift für den Cu-Co-Zn-AI-Katalysator erarbeitet. Der Einfluß der Reaktionsbedingungen Temperatur, H$_{2}$/CO-Verhältnis, CO$_{2}$-Gehalt und Druck wurde systematisch an DSC und Berty-Reaktor untersucht. Es wurden im Sinne der Zielsetzung der Arbeit optimale Reaktionsbedingungen für den verwendeten Cu-Co-Zn-Al-Katalysator erarbeitet. Die Arbeit gibt somit eine umfassende Darstellung der i. S. der o. g. Zielsetzung optimalen Reduktions- und Reaktionsbedingungen unter Benutzung sorgfältig analysierter differentieller Meßmethoden für einen Cu-Co-Zn-Al-Katalysator wieder