Реагент для очистки водорода от примесей кислорода и ртути

 

Изобретение касается очистки водорода от примесей ртути и кислорода и может найти применение в отраслях промышленности, использующих водород, в частности в процессах каталитического гидрирования. Предлагается применять отработанный в процессе гидрирования ацетиленовых углеводородов во фракции С<SB POS="POST">4</SB> палладийсодержащего катализатора в качестве реагента для комплексной очистки водорода от примесей кислорода и ртути. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 В О! D 53 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

AO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР f и»:, Н А BTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4351467/31-26 (22) 23.11.87 (46) 15.03.90. Бюл. № 10 (71) Азербайджанский институт нефти и химии им. М. Азизбекова (72) Т. Г. Алхазов, А. E. Лисовский, A. И. Бабаев„Г. И. Джавадов, Ш. С. Щеголь, Е. Г. Щеглова, С. Н. Салимова, С. P. Погосов и Г. И. Ибрагимов. (53) 66.074.3 (088.8) (56) Барабаш А. C. и др. Глубокая очистка от кислорода, благородных газов, водорода и метана с помощью палладий и никель-хромового катализаторов. Ин-т ядерных исследований АН СССР. Препринт 1982, № 0277, с. 5.

Заявка Японии № 58-156345, кл. В 01 D 53/00, 1983.

Изобретение относится к очистке водорода от примесей ртути и кислорода и может найти применение в отраслях промышленности, использующих водород, в частности в процессах каталитического гидрирования.

К применению предложен отработанный

Pd-содержащий катализатор К-ПГ процесса гидрирования ацетиленовых углеводородов во фракции С4.

Содержание Pd, мас.% 1,2 — 1,4

Содержание АЬОз, мас.% 62,7 — 62,5

Содержание смол, % 22,8

Содержание влаги, % 13,3

Насыпная масса, г/см 0,653

Удельная поверхность, м /г 77,4

Пористость, % 52,5

Радиус пор, А 1,1

Механическая прочность на истирание (остаток), % 7,5

В примерах 1 — 6 приводятся результаты опытов по каталитической очистке водоро„.SU, 1549567 А 1 (54) РЕАГЕНТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДОРОДА ОТ ПРИМЕСЕЙ КИСЛОРОДА И

РТУТИ (57) Изобретение касается очистки водорода от примесей ртути и кислорода и может найти применение в отраслях промышленности, использующих водород, в частности в процессах каталитического гидрирования.

Предлагается применять отработанный в процессе гидрирования ацетиленовых углеводородов во фракции С4 палладийсодержащего катализатора в качестве реагента для комплексной очистки водорода от примесей кислорода и ртути. табл. да от кислорода на отработавшем Pd-содержащим катализатор К-ПГ. Реакцию проводят при атмосферном давлении.

Пример l. Объемная скорость подачи водорода 1000 ч . Температура реакции 30 С.

Содержание кислорода в водороде до реакции 0,5 об.%. Содержание кислорода в водороде после реакции 0,15 об.%. Степень удаления кислорода 70%.

Пример 2. Объемная скорость подачи водорода 1000 ч . Температура 50 С. Содержание кислорода в исходном водороде

0,5 об.%. Содержание кислорода в водороде после реакции 0,115 об.%. Степень удаления кислорода 77%.

Пример 3. Объемная скорость подачи во-. дорода 1000 ч . Температура 100 С. Содержание кислорода в очищаемом водороде

0,5 об.%. Содержание кислорода в водороде после реакции 0,065 об.%. Степень удаления кислорода 87%.

ll 549567

Пример 4. Объемная скорость подачи водорода 1000 ч . Температура 30 С. Содержание кислорода в очищаемом водороде

1,0 об.Я. Содержание кислорода в водороде после реакции 0,1 об.Я. Степень удаления кислорода 90Я.

Пример 5. Объемная скорость подачи водорода 2000 ч . Температура 100 C. Содержание кислорода в очищаемом водороде

1,0 об.о. Содержание кислорода в водороде после реакции 0,076 об.Я. Степень удаления кислорода 93Я.

Пример б. Объемная скорость подачи водорода 5000 ч . Температура 70 C. Содерж ание кислорода в исходном водороде

1,0 об.Я. Содержание кислорода в водороде после реакции 0,1 об.Я. Степень удаления кислорода 90О.

В примерах 7 — 12 приводятся результаты опытов по адсорбционной очистке водорода от паров ртути на отработавшем Pciсодержащим катализаторе. Адсорбцию и роводили при атмосферном давлении и температуре 25 С.

Пример 7. Объем ная скорость потока водорода 700 ч . Содержание ртути в водороде до адсорбции 0,01 мг/м . Содержание ртути в водороде после адсорбции

0 мг/м . Степень очистки водорода 100®.

Пример 8. Объем н а я скорость потока водорода 700 ч . Содержание ртути в водороде до адсорбции 0,04 мг/м . Содержание ртути в водороде после адсорбции 0 мг/м .

Степень очистки водорода 100Я.

Пример 9. Объемная скорость потока водорода 700 ч . Содержание ртути в водороде до адсорбции 1 мг/м . Содержание ртути в водороде после адсорбции 0 мг/м .

Степень очистки водорода 100О.

Пример 10. Объемная скорость потока водорода 900 ч . Содержание ртути в водороде до адсорбции 0,08 мг/м . Содержание ртути в водороде после адсорбции 0,006 мг/мз

Степень очистки водорода 92О.

Пример 11. Объемная скорость потока водорода 900 ч . Содержание ртути в водороде до адсорбции 0,43 мг/м . Содержание ртути в водороде после адсорбции

0,002 мг/мз. Степень очистки водорода 99Я.

Пример 12. Объемная скорость потока водорода 900.ч . Содержание ртути в водороде до адсорбции 1 мг/м . Содержание ртути в водороде после адсорбции 0 мг/м .

Степень очистки водорода 100Я.

Отработавший Pd-содержащий катализа- тор К-ПГ обладает высокой активностью в реакции окисления водорода. Уже при низких температурах (30 С) степень расходования кислорода на окисление водорода достигает высоких значений.

Как видно, отработавший Pd-содержащий катализатор К-ПГ является одновременно и эффективным адсорбентом паров ртути. При различном содержании ртути в исходном водороде при комнатной темпе5

55 ратре достигается практически полное поглощение ртути.

Ниже приведены примеры осуществления комплексной очистки водорода от примесей ртути и кислорода.

Процесс проводят в двухступенчатом реакторе, на первой ступени которого адсорбционно поглощалась ртуть, а на второй ступени — катал итическое вос ста новл ение кислорода. В качестве адсорбента на 1-ой ступени и катализатора на 11-ой ступени процесса комплексной очистки используют отработавший Pd-содержащий катализатор

К-ПГ процесса гидрирования ацетиленовых углеводородов во фракции С4.

Пример 18. Объемная скорость подачи потока водорода на 1-ую ступень 500 ч, температура процесса адсорбции 25 С, объемная скорость подачи потока водорода на 11-ую ступень реактора 1000 ч, температура на

II-ой ступени 50 С.

Содержание ртути в исходном водороде

0,3 мг/м . Содержание кислорода в водороде до реакции 1 об.Я. Содержание ртути в водороде после очистки 0 мг/м . Степень удаления ртути 100О. Содержание кислорода в водороде после реакции 0,1ОО. Степень удаления кислорода 90Я.

Пример 14. Объемная скорость подачи водорода в 1-ую ступень 1000 ч, температура адсорбции 25 С, объемная скорость потока во II-ую ступень реактора 1000 ч температура реакции 50 С. Содержание ртути в исходном водороде 0,3 м г/ м .

Содержание кислорода в исходном водороде 1 об.Я. Содержание ртути в водороде после адсорбции 0 мг/м . Степень удаления ртути 100Я. Содержание кислорода в водороде после реакции 0,08 об.Я. Степень удаления кислорода 92Я.

Из приведенных примеров видно, что выбранный реагент — отработавший Pd-содержащий катализатор К-Пà — осуществляет глубокую комплексную очистку технического водорода как от кислорода, так и от примесей паров ртути.

В примерах 15 — 16 приводятся результаты опытных испытаний предложенного реагента для комплексной очистки технического водорода от примесей кислорода и ртути.

Опыты проводят в двухступенчатом реакторе, обе ступени которого были загружены отработавшим Pd-содержащим катал и затором К- П Г.

Пример 15. Расход технического водорода в реакторе 450 л/ч. Загрузка 1-ой ступени реактора отработавшим Pd-содержащим катализатором 650 мл. Объемная скорость подачи водорода в 1-ую ступень реакторе 692 ч, температура в 1-ой ступени—

30 С, загрузка Pd-содержащего катализатора во II-ую ступень реактора 450 мл.

Объемная скорость подачи газа во II-ую ступень реактора 1000 ч, температура во

15495б7

Формула изобретения

Каталитическая очистка водорода от кислорода

Показатели. Адсорбционная очистка водорода от ртути

СинтезироВаииь1й

Pd-катаОтработанньп» ката—

Отработанный катализатор

К-ПГ

Модифицирован— ный аклизатор

К вЂ” ПГ лизатор тивированный уголь

Объемная скорость потока водорода, ч

Степень очистки, 7.

5000

5000

1000

1000

50

100

Составитель E. Корниенко

Редактор В. Ковтун Техред И. Верес Корректор О. Кравцова

Заказ 226 Тираж 565 ГIодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

11-ой ступени 70 С. Содержание ртути в исходном водороде 0,5 мг/м . Содержание кислорода в исходном водороде 0,47 об.%.

Содержание ртути в водороде после адсорбции 0,03 мг/м". Ступень удаления ртути 94%.

Содержание кислорода в водороде после реакции 0,12 об.%. Степень удаления кислорода 74%.

Пример (б. Условия опыта те же, что и в примере 15. Содержание ртути в исходном водороде 1 мг/мз. Содержание кислорода в исходном водороде 1,51 об.%. Содержание ртути в водороде после адсорбции О мг/мз.

Степень удаления ртути 100%. Содержание кислорода в водороде после реакции

0,51 об.%. Степень удаления кислорода 75%.

Испытания проводились в течение двух месяцев и зффективность реагента не снизилась.

Данные по результатам очистки водорода от примесей кислорода и ртути представлены в таблице.

Применение отработанного в процессе гидрирования ацетиленовых углеводородов

Во фракции С4 палладийсодержа1цего ката-. лизатора в качестве реагента для комплексной очистки водорода от примесей кислорода и ртути.