Способ получения углеродного носителя для катализаторов

Изобретение относится к получению углеродных материалов и может найти применение в нефтехимической и химической промышленности для получения углеродных носителей катализаторов. Предложенный способ получения носителя основан на том, что в качестве исходного сырья для получения носителя применяют сажевую пасту и газ, образующиеся при электрокрекинге жидких органических продуктов. Сажевая паста представляет собой смесь сажи и абсорбированных на ее поверхности высокомолекулярных органических соединений. Газ электрокрекинга содержит водород, ацетилен, алканы C1-C4, алкены С24. Сажевую пасту загружают в сушильный аппарат и подвергают сушке при температуре 130-150°С в атмосфере воздуха в течение 160-180 минут, гранулируют, загружают в реактор и выдерживают при температуре 750-850°С в атмосфере инертного газа 100-120 минут, затем снижают температуру до 450-550°С и обрабатывают газом электрокрекинга. Полученный уплотненный материал обрабатывают окисляющим агентом (паровоздушная смесь, диоксид углерода). Для этого прекращают подачу в реактор газа электрокрекинга, повышают температуру в реакторе до 750-900°С и после этого начинают подавать окисляющий агент до снижения массы образца на 7-60%. Изобретение позволяет получить материал с увеличенной адсорбционной поверхностью. 1 табл.

 

Изобретение относится к получению углеродных материалов и может найти применение в нефтехимической и химической промышленности для получения углеродных носителей катализаторов.

Известен способ получения углеродного материала [Авторское свидетельство СССР №1453682 A1, B01J 37/08, 21/18, 32/00, опубл. 10.09.1996]. Недостатком метода является высокая температура разложения углеводородного газа.

Наиболее близким к заявляемому является [патент RU №2306976 C1, B01J 21/18, 2007 г.]. Получение углеродного носителя катализатора проводится следующим образом: сажу обрабатывали углеводородным газом при нагревании и перемешивании при температуре 400-650°С до увеличения массы в 2-2,5 раза с последующим окислением образовавшегося уплотненного материала паровоздушной смесью до снижения веса до 50%. В качестве углеводородного газа использовался газ электрокрекинга жидких углеводородов.

Недостатком указанного метода является получение носителя катализатора с невысокой удельной адсорбционной поверхностью.

Техническим результатом изобретения является увеличение удельной адсорбционной поверхности углеродного носителя катализатора.

Данный технический результат достигается тем, что в качестве исходного сырья для получения носителя применяют сажевую пасту (смесь сажи и абсорбированных на ее поверхности высокомолекулярных органических соединений) и газ (содержит до 65% об. водорода, до 30% об. ацетилена и суммарно до 10% об. алканов C1-C4, алкенов С24 [Песин О.Ю. Исследование разложения органических продуктов в расплавленных средах и электрических разрядах и разработка на их основе процессов получения низших олефинов и ацетилена: Дис. докт. техн. наук. М.: МИТХТ, 1980. 535 с.]), образующиеся при электрокрекинге жидких органических продуктов. Сажевую пасту загружают в сушильный аппарат и подвергают сушке при температуре 130-150°С в атмосфере воздуха в течение 160-180 мин. После этого пасту гранулируют, загружают в реактор и выдерживают при температуре 750-850°С в атмосфере инертного газа 100-120 минут. Затем снижают температуру до 450-550°С и по ее достижении в реакторе обрабатывают при перемешивании газом электрокрекинга. В результате термического разложения углеводородов газа происходит образование уплотненного материала, увеличение массы образца составляет 100-300%. Далее уплотненный материал обрабатывают окисляющим агентом (паровоздушная смесь, диоксид углерода). Для этого прекращают подачу в реактор газа электрокрекинга, повышают температуру в реакторе до 750-900°С и после этого начинают подавать окисляющий агент до снижения массы образца на 7-60%.

Примеры, иллюстрирующие изобретение.

Пример 1.

10 г сажевой пасты загружают в сушильный аппарат и подвергают сушке при температуре 130°С в атмосфере воздуха в течение 180 мин. Подсушенную пасту гранулируют и загружают в реактор с внутренним диаметром 90 мм. Далее выдерживают в атмосфере инертного газа при 750°С в течение 120 минут, снижают температуру до 450°С и по ее достижении при перемешивании обрабатывают газом электрогрекинга. Получение уплотненного материала осуществляется до увеличения массы образца на 100%. Обработка паровоздушной смесью уплотненного материала проводится при температуре 750°С до снижения массы на 30%. Удельная адсорбционная поверхность материала составила 580 м2/г.

Пример 2.

10 г сажевой пасты загружают в сушильный аппарат и подвергают сушке при температуре 150°С в атмосфере воздуха в течение 170 мин. Подсушенную пасту гранулируют и загружают в реактор с внутренним диаметром 90 мм. Далее выдерживают в атмосфере инертного газа при 800°С в течение 100 минут, снижают температуру до 550°С и по ее достижении при перемешивании обрабатывают газом электрогрекинга. Получение уплотненного материала осуществляется до увеличения массы образца на 220%. Обработка паровоздушной смесью уплотненного материала проводилась при температуре 900°С до снижения массы на 60%. Удельная адсорбционная поверхность полученного углеродного носителя для катализаторов составила 620 м2/г.

Пример 3.

10 г сажевой пасты загружают в сушильный аппарат и подвергают сушке при температуре 140°С в атмосфере воздуха в течение 160 мин. Подсушенную пасту гранулируют и загружают в реактор с внутренним диаметром 90 мм. Далее выдерживают в атмосфере инертного газа при 850°С в течение 110 минут, снижают температуру до 500°С и по ее достижении при перемешивании обрабатывают газом электрогрекинга. Получение уплотненного материала осуществлялось до увеличения массы образца на 300%. Обработка паровоздушной смесью уплотненного материала проводилось при температуре 800°С до снижения массы на 60%. Удельная адсорбционная поверхность полученного углеродного носителя для катализаторов составила 680 м2/г.

Пример 21.

10 г сажи с удельной адсорбционной поверхностью 100 м2/г загружают в реактор с внутренним диаметром 90 мм. Реактор продувают инертным газом и нагревают до 650°С. По достижении указанной температуры, при непрерывном перемешивании, в реактор подают газ электрокрекинга жидких углеводородов. Подача газа осуществляется до прироста массы образца на 100%. После этого полученный материал подвергают окислению паровоздушной смесью до снижения веса на 50%. Удельная адсорбционная поверхность полученного углеродного носителя для катализаторов составила 420 м2/г.

Другие условия получения носителя и значение его удельной адсорбционной поверхности представлены в таблице.

Из сопоставительного анализа таблиц видно, что использование для получения носителей катализаторов пасты и газа электрокрекинга позволяет получать материал с удельной адсорбционной поверхностью в 1,5 раза большей, чем у прототипа. Для получения носителя катализатора используется паста и газ, образующиеся при электрокрекинге отходов химических и нефтехимических производств, что позволяет более рационально использовать ценное органическое сырье и решать экологические проблемы.

Таблица.

Условия получения носителя и его удельная адсорбционная поверхность.
Исходное сырьеУсловия сушки сажевой пастыУсловия выдерживания сажевой пасты в инертеУсловия уплотненияУсловия воздействия окисляющего агентаУдельная поверхность материала,

м2
Температура,

°С
Время, минТемпература, °СВремя, минТемпература,

°С
Увеличение массы, %Температура, °СУменьшение массы, %
1Сажевая паста13018075012045010075030580
215017080010055022090060620
314016085011050030080060680
4110170Грануляция пасты не возможна
5160170
6150140
7150200
815017090010055022090060390
915017070010055022090060410
101501708009055022090060400
1115017080015055022090060410
1215017080010065022090060350
13150170800100400Уплотнение материала не происходит
141501708001005509090060400
1515017080010055032090060360
1615017080010055022070060320
1715017080010055022095060270
181501708001005502209005110
1915017080010055022090070200
20150170800100550Уплотнение материала не происходит
21СажаСтадии отсутствуют65010065050420

Способ получения углеродного носителя катализатора, включающий обработку при перемешивании сажесодержащего материала при 450-550°С углеводородсодержащим газом электрокрекинга жидких органических продуктов до образования уплотненного материала с увеличением массы материала на 100-300% и окисление уплотненного материала паровоздушной смесью до снижения массы материала, отличающийся тем, что в качестве исходного материала используют сажевую пасту электрокрекинга жидких органических продуктов, которую предварительно высушивают на воздухе при 130-150°С в течение 160-180 мин, подвергают гранулированию и выдерживают в атмосфере инертного газа при 750-850°С в течение 100-120 мин, а окисление уплотненного материала производят до уменьшения массы на 7-60%,



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к железо-хром-алюминиевому сплаву с хорошей стойкостью к окислению. .

Изобретение относится к катализатору, который включает стабилизированный носитель и каталитический металл, к стабилизированному носителю, который получают при обработке бемита в присутствии структурного стабилизатора, и способу синтеза углеводородов из синтез-газа.
Изобретение относится к технологическим процессам, а именно к способам осуществления химических процессов, в частности к области общего и специального катализа. .
Изобретение относится к катализаторам очистки нефти, газоконденсата и нефтяных фракций от меркаптанов, конкретно к катализаторам окислительной демеркаптанизации указанных продуктов.

Изобретение относится к новому классу продолговатых формованных частиц, используемых в каталитических и некаталитических процессах. .

Изобретение относится к нефтепереработке и каталитической химии, в частности к способу синтеза катализатора дегидрирования легких парафиновых углеводородов, предпочтительно изобутана и изопентана, для процессов получения изобутилена и изоамиленов - мономеров синтетических каучуков.
Изобретение относится к приготовлению нанесенных катализаторов, которые используются в химических источниках тока, в частности в топливных элементах с твердым полимерным электролитом.
Изобретение относится к области гетерогенного катализа и каталитических микрореакторов и направлено на получение композитных микроканальных пластин, содержащих катализатор и металлический носитель.

Изобретение относится к области катализаторов, в частности, предназначенных для гидрирования растительных масел и жиров, и может использоваться в пищевой, парфюмерной, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Изобретение относится к области катализаторов, в частности предназначенных для процессов очистки водородсодержащей газовой смеси от СО путем селективного каталитического окисления СО кислородом воздуха.

Изобретение относится к области физической химии и может быть использовано для регулирования скорости автокаталитических реакций гидрирования. .
Изобретение относится к нефтехимии, газохимии, углехимии и касается катализатора синтеза Фишера-Тропша и способа получения указанного катализатора. .
Изобретение относится к моно- и биметаллическим палладиевым и платиновым катализаторам на углеродных носителях и может использоваться в химической промышленности для проведения процессов с участием кислорода и/или водорода.
Изобретение относится к области пористых углеродных материалов, а конкретно к углеродным носителям для катализаторов и сорбентам. .
Изобретение относится к области пористых углеродных материалов и более точно к углеродным носителям для катализаторов и сорбентам. .
Изобретение относится к усовершенствованному способу очистки сырой терефталевой кислоты посредством катализируемой гидрирующей дополнительной обработки на катализаторном материале, который содержит, по меньшей мере, один нанесенный на углеродный носитель металл гидрирования, причем в качестве углеродного носителя применяют углеродные волокна, которые в катализаторном материале выполнены плоскостными в форме тканевого, вязаного, трикотажного и/или войлочного материала или в форме параллельных волокон или лент, причем плоскостной катализаторный материал имеет, по меньшей мере, две противолежащие друг другу кромки, на которых катализаторный материал закреплен в реакторе с обеспечением стабильности формы, или в качестве катализатора применяют монолитный катализатор, содержащий, по меньшей мере, один катализаторный материал, который содержит, по меньшей мере, один нанесенный на углеродные волокна металл гидрирования и, по меньшей мере, один отличный от катализаторного материала и связанный с ним опорный или скелетный элемент, который механически подпирает.

Изобретение относится к области производства гетерогенных катализаторов процессов жидкофазного окисления органических и/или неорганических, в том числе сернистых соединений кислородом воздуха.
Изобретение относится к катализатору для синтеза аммиака, способу его получения и к способу получения аммиака с его применением. .
Изобретение относится к новому рутениевосульфидному катализатору и к объединенным с ним газодиффузионным электродам для восстановления кислорода в промышленных электролизерах
Наверх