Катализатор получения синтез-газа паровым риформингом диметилового эфира

Изобретение относится к химической отрасли промышленности, в частности к составу катализатора, и может быть использовано для получения синтез-газа паровым реформингом диметилового эфира. Описан катализатор состоящий из активного компонента палладия, нанесенного на окись алюминия, и промоторов F или К при следующем соотношении компонентов мас.%: палладий 0,12-0,62, промотор F 0,1-0,5 или промотор К 0,1-2,5, носитель - оксид алюминия, остальное. Технический результат: катализатор обладает повышенной активностью, понижает температуру процесса. 4 табл.

 

Изобретение относится к химической отрасли промышленности и связано с разработкой катализатора получения синтез-газа паровым реформингом диметилового эфира (ДМЭ).

Синтез-газ является наиболее перспективным сырьевым источником, альтернативным нефтяному. Важное преимущество процессов на основе синтез-газа состоит в том, что синтез-газ может быть легко переработан в более удобный для транспортировки метанол, который при необходимости на месте его потребления можно полностью вновь превратить в синтез-газ. В настоящее время метанол является многоцелевым полупродуктом на базе которого могут быть получены ценные химические продукты, такие как уксусная кислота, этиленгликоль, высокомолекулярные углеводороды, спирты или альдегиды. Кроме того, из синтез-газа с помощью традиционного процесса Фишера-Тропша получают низшие олефины, спирты и компоненты моторных топлив.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является катализатор получения синтез-газа паровым реформингом ДМЭ при температуре 300-800°С, атмосферном давлении и объемной скорости подачи сырья V0=100-1000 час-1 [1]. По существу, данное изобретение заключает в себе пропускание сырьевого потока, который содержит 6 молей водяного пара и 1 моль ДМЭ при температуре 300-800°С (предпочтительнее 300-600°С) через реакционную зону с катализатором, не содержащим в своем составе щелочного металла, а состоящим в основном из оксидов неблагородного металла (Fe, Cr, Cu, Zn или их смеси). Предпочтение отдается катализатору, состоящему из оксидов Cu и Zn в соотношении 1:1.

К недостаткам данного катализатора можно отнести низкую активность заключающуюся в низкой конверсии, повышенной температуре проведения парового реформинга ДМЭ (300-800°С), большом избытке водяного пара (6 молей на 1 моль ДМЭ), дезактивации катализатора и присутствии значительного количества CO2 в получаемом газовом потоке.

Для устранения указанных недостатков предлагается катализатор, состоящий из активного компонента палладия, нанесенного на окись алюминия, и промоторов F или К при следующем соотношении компонентов мас.%:

палладий0,12-0,62
промотор F0,1-0,5
или промотор К0,1-2,5
носитель оксид алюминияостальное

Обнаружено, что добавление фтора в концентрации от 0,1 до 0,5 мас.% или калия в концентрации от 0,1 до 2,5 мас.% к катализатору, содержащему в качестве активного компонента палладий от 0,12-0,62 мас.% на окиси алюминия приводит к существенному повышению конверсии в синтез-газ в паровом реформинге ДМЕ. Процесс паровой конверсии ДМЭ на модифицированных фтором или калием палладиевых катализаторах ведут при температуре 200-400°С и атмосферном давлении.

Пример 1

Катализатор парового реформинга ДМЕ в количестве 4,5 г, содержащий 0,25% Pd, остальное носитель γ-Al2О3, испытывают при температурах 200-450°С, атмосферном давлении с подачей реагентов в реактор с объемной скоростью 120 час-1 в мольном соотношении ДМЭ:Н2O=1:1. Данные по активности катализатора представлены в табл.1.

Пример 2

Катализатор парового реформинга ДМЕ, содержащий носитель γ-Al2О3, модифицированный 0.27% F. Испытания проводят аналогично примеру 1. Данные по активности катализатора представлены в табл.1.

Пример 3

Катализатор парового реформинга ДМЕ, содержащий 0.25% Pd на носителе γ-Al2О3, модифицированный 0.27% F. Испытания проводят аналогично примеру 1 Данные по активности катализатора представлены в табл.2.

Пример 4

Катализатор парового реформинга ДМЕ, содержащий 0.25% Pd на носителе γ-Al2О3, модифицированный 0.5% F. Испытания проводят аналогично примеру 1. Данные по активности катализатора представлены в табл.2.

Пример 5

Катализатор парового реформинга ДМЕ, содержащий 0.25% Pd на носителе γ-Al2О3, модифицированный 2.5% F. Испытания проводят аналогично примеру 1. Данные по активности катализатора представлены в табл.2.

Пример 6

Катализатор парового реформинга ДМЕ, содержащий 0.25% Pd на носителе γ-Al2О3, модифицированный 0.27% К. Испытания проводят аналогично примеру 1. Данные по активности катализатора представлены в табл.3.

Пример 7

Катализатор парового реформинга ДМЕ, содержащий 0.25% Pd на носителе γ-Al2О3, модифицированный 0.5% К. Испытания проводят аналогично примеру 1. Данные по активности катализатора представлены в табл.3.

Пример 8

Катализатор парового реформинга ДМЕ, содержащий 0.25% Pd на носителе γ-Al2О3, модифицированный 1.0% К. Испытания проводят аналогично примеру 1. Данные по активности катализатора представлены в табл.3.

Пример 9

Катализатор парового реформинга ДМЕ, содержащий 0.25% Pd на носителе γ-Al2О3, модифицированный 2.5% К. Испытания проводят аналогично примеру 1. Данные по активности катализатора представлены в табл. 3.

Пример 10

Катализатор парового реформинга ДМЕ, содержащий 0.12% Pd на носителе γ-Al2О3, модифицированный 0.27% F. Испытания проводят аналогично примеру 1. Данные по активности катализатора представлены в табл. 4.

Пример 11

Катализатор парового реформинга ДМЕ, содержащий 0.37% Pd на носителе γ-Al2О3, модифицированный 0.27% F. Испытания проводят аналогично примеру 1. Данные по активности катализатора представлены в табл. 4.

Пример 12

Катализатор парового реформинга ДМЕ, модифицированный 0.27% F, содержащий 0.62% Pd на носителе γ-Al2О3. Испытания проводят аналогично примеру 1. Данные по активности катализатора представлены в табл. 4.

Таблица 1

Активность исходного катализатора и проматированного носителя в паровом реформинге ДМЭ
Т, °СКонверсия, ДМЭ %Н2/СО
Пример 1
2000.29.0
2507.30.2
30037.52.1
35072.51.9
40081.51.9
45090.52.1
Пример 2
2000-
2500-
3000.1-
3502.32.9
40028.31.2
45084.41.2

Как видно из данных, приведенных в таблице 1, катализатор по примеру 2 с фтором, но без активного компонента палладия малоактивен в паровой конверсии ДМЭ.

Таблица 2

Активность катализаторов, модифицированных F в паровом реформинге ДМЭ
Т, °СКонверсия, ДМЭ %Н2/СО
Пример 3
2002.02.2
25016.81.8
30091.11.6
35098.51.6
4001002.2
4501003.8
Пример 4
2000-
2500.92.7
3003.92.1
35016.71.7
40041.81.6
45067.21.6
Пример 5
2000-
2500-
3000.11.5
3500.52.6
4004.41.4
45016.61.4

Сравнение конверсии ДМЭ катализатора по примеру 1 без модифицирования фтором и катализаторов по примерам 3 и 4 (таблица 2), модифицированные фтором показывает, что содержание фтора до 0.5% в каталитической композиции увеличивает активность катализаторов в паровой конверсии ДМЭ. Увеличение содержания модифицирующего компонента - фтора с 0.5% до 2.5% уменьшает конверсию ДМЭ (пример 5).

Таблица 3

Активность катализаторов, модифицированных К в паровом реформинге ДМЭ
Т, °СКонверсия, ДМЭН2/СО
Пример 6
2002.21.4
2509.11.6
30049.51.5
35095.51.4
40096.41.5
4501001.9
Пример 7
2005.02.0
25032.21.5
30063.81.7
35087.82.0
4001002.1
4501007.9
Пример 8
2004.31.4
25018.12.0
30083.61.6
35095.71.5
4001001.6
4501003.3
Пример 9
2001.21.5
25012.41.5
30016.71.9
35046.61.5
40097.11.5
45098.02.3

Из данных, представленных в таблице 3, видно, что модифицирование К до 2,5% увеличивает активность катализаторов в паровой конверсии ДМЭ. Дальнейшее повышение содержания модификатора К нецелесообразно, так как конверсия ДМЭ 94-98% сдвигается в область более высоких температур, что видно из сопоставления примеров 8 и 9. Содержание К в примере 8 составляет 1%, а конверсия ДМЭ 95.7% наблюдается при 350°С. В примере 9 с содержанием К 2.5% конверсия ДМЭ 97.1% наблюдается уже при 400°С.

Таблица 4

Влияние содержания активного компонента на конверсию в паровом реформинге ДМЭ
Т, °СКонверсия, ДМЭ %Н2/СО
Пример 10
2005.11.3
25019.31.6
30072.01.8
35087.31.7
40095.21.7
45098.72.0
Пример 11
2001.42.7
25029.01.0
30089.41.4
35090.21.5
40093.42.0
45091.97.5
Пример 12
20023.61.1
25088.70.9
30097.91.5
35098.51.8
40099.12.3
45099.60.5

Из данных, представленных в таблице 4, следует, что увеличение содержание палладия с 0.12% (пример 10), до 0.62% (пример 12) повышает конверсию ДМЭ при температуре 250°С с 19.3% до 88.7% соответственно. Дальнейшее увеличение содержания активного компонента Pd в катализаторе не оказывает заметного влияния на его активность и селективность в образовании синтез газа, а также нецелесообразно из-за значительного увеличения стоимости такого катализатора.

Источники информации

1. US Pat. №5626794, 1997.

Катализатор получения синтез-газа паровым риформингом ДМЕ отличается тем, что катализатор состоит из активного компонента палладия, нанесенного на окись алюминия, и промоторов F или К при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Палладий0,12-0,62
Промотор F0,1-0,5
или Промотор К0,1-2,5
Носитель оксид алюминияОстальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к органической химии, а именно к нефтехимии и, в частности, к способу получения углеводородных бензиновых фракций каталитической конверсией синтез-газа.
Изобретение относится к катализаторам процессов конверсии хлоруглеводородов, конкретно к катализаторам совместного получения хлороформа и хлорпарафинов. .

Изобретение относится к химической отрасли, в частности к составу катализаторов, и может быть использовано для превращения синтез-газа в спирты и углеводороды. .

Изобретение относится к области катализаторов, в частности к катализатору для получения 1-диалкиламин-2-арилалюмоциклопропанов. .

Изобретение относится к катализаторам, в частности к катализатору для получения 1,2-бис(диалкилалюма)-1-арилэтанов. .

Изобретение относится к катализаторам, в частности к катализатору для получения 1,2-бис(диалкилалюма)-1,2-дифенилэтиленов. .

Изобретение относится к области катализаторов, в частности к катализатору для получения 1-алкокси-2,3-дифенилалюмациклопропенов. .

Изобретение относится к катализаторам, в частности к катализатору для получения 1-алкокси-2-арилалюмациклопропанов. .

Изобретение относится к области катализаторов, в частности к катализатору для получения 1-этил-2(триалкилксилил)алюмоциклопропанов. .

Изобретение относится к области катализаторов, в частности катализаторов для получения 1-алкил-2,3- дифенилалюмациклопропенов (1), которые могут найти применение в органическом и металлоорганическом синтезе.

Изобретение относится к области катализаторов, в частности, катализаторов для получения 1-диалкиламин-2,3- дифенилалюмациклопропенов (1), которые могут найти применение в органическом и металлоорганическом синтезе.
Изобретение относится к области химии, а именно к способам окисления диоксида серы, и может применяться для окисления диоксида серы в триоксид в производстве серной кислоты, как из элементарной серы и серосодержащих минералов (пирита), так и при очистке серосодержащих промышленных газовых выбросов.

Изобретение относится к катализаторам эффективного удаления оксидов азота из отходящих газов с высоким содержанием кислорода, способу получения катализаторов и способу очистки отходящих газов от оксидов азота.

Изобретение относится к оборудованию при производстве азотной кислоты, в частности к сеткам для улавливания платиноидов при каталитическом окислении аммиака. .

Изобретение относится к способу окисления аммиака на пакете сеток из благородных металлов. .
Наверх