Способ приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способу приготовления катализаторов для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром, которые могут быть использованы при получении азотоводородной смеси для синтеза аммиака. В способе приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром, заключающемся в механической активации железосодержащего компонента с соединением меди в присутствии щавелевой кислоты, перемешивании массы, формовании, сушке и прокаливании гранул, согласно изобретению в качестве железосодержащего компонента используют смесь порошка металлического железа и отработанного железохромового катализатора при массовом соотношении Fe/катализатор = (1÷4) : (4÷1) с последующим прокаливанием, добавлением 0,5÷6,0 мас.% хромового ангидрида с последующим перемешиванием. Технический результат изобретения заключается в увеличении удельной площади поверхности и повышении термостабильности катализатора. 1 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способу приготовления катализаторов для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром, которые могут быть использованы при получении азотоводородной смеси для синтеза аммиака.

Известен способ приготовления катализатора для конверсии оксида углерода, включающий осаждение гидроксида железа из раствора нитрата железа аммиакосодержащим осадителем с последующим получением железосодержащего компонента, приготовлением бихромата меди, смешением с железосодержащим компонентом, сушку, прокаливание, формование катализаторной массы. В качестве осадителя выбирается аммиачно-карбонатный раствор, осадок гидроксида железа отделяют и промывают, сушат и прокаливают при температуре 380÷420°С, полученный железосодержащий компонент, представляющий собой оксид железа, смешивают с бихроматом меди, катализаторную массу увлажняю водой, формуют, прокаливают на воздухе, сушат и прокаливают при постепенном подъеме температуры 30-50°С [Патент РФ 2157731, МПК B01J 37/04, 23/86. Способ приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода с водяным паром / Маркина В.И., Серегина Л. К., Горожанкин Э.В., Аксенов Н.Н.; заявитель и патентообладатель Меньшов Владимир Никифорович. - №2000108697/04; заявл. 11.04.2000; опубл. 20.10.2000, бюл. №7].

К недостаткам данного способа следует отнести трудоемкость и продолжительность технологического процесса приготовления, недостаточно высокую удельную площадь поверхности механическую прочность и активность получаемого катализатора.

Известен способ приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром, включающий механическую активацию железосодержащего компонента с оксидами кальция и меди, смешение с водой до образования пластичной массы, экструзионное формование, сушку и прокаливание, при этом в качестве железосодержащего компонента используют порошок металлического железа, а механическую активацию компонентов осуществляют при пропускании воздуха, обогащенного кислородом, концентрацией 30-100% [Патент РФ 2291744, МПК B01J 37/04, 23/745, 23/72, 23/78. Способ приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром / Ильин A.A. (RU), Ильин А.П. (RU), Смирнов Н.Н. (RU); заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ивановский химико-технологический университет» (ИГХТУ) (RU). - №2005137678/04; заявл. 02.12.2005; опубл. 20.01.2007, бюл. №2. - ]. К недостаткам данного способа следует отнести невысокую удельную площадь поверхности и каталитическую активность при низких температурах.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату, то есть прототипом, является способ приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром, включающий механическую активацию железосодержащего компонента с соединением меди, сушке, формовании и прокаливании гранул, при этом в качестве железосодержащего компонента используют порошок металлического железа, а механическую активацию осуществляют в присутствии щавелевой кислоты при массовом соотношении металл/щавелевая кислота 0,5÷0,7 и достижении степени растворения металлов 80-100%, с последующим добавлением 6,5÷20 мас. % Ca(OH)2 и перемешиванием. [Патент РФ №2677694, МПК B01J 37/08, B01J 23/72, B01J23/745, B01J 23/78. Способ приготовления катализатора среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром / Ильин А.А. (RU), Румянцев Р.Н. (RU), Ильин А.П. (RU), Лапшин М.А. (RU); заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ивановский химико-технологический университет» (ИГХТУ) (RU). - №2018117259; заявл. 08.05.2018; опубл. 21.01.2019, бюл. №3].

К недостаткам прототипа следует отнести недостаточно высокую удельную площадь поверхности и низкую термостабильность.

Техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение удельной площади поверхности и повышение термостабильности катализатора.

Указанный результат достигается тем, что в способе приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром, заключающемся в механической активации железосодержащего компонента с соединением меди в присутствии щавелевой кислоты, перемешивании массы, формовании, сушке и прокаливании гранул, согласно изобретению, в качестве железосодержащего компонента используют смесь порошка металлического железа и отработанного железохромового катализатора при массовом соотношении Fe/катализатор = (1÷4) : (4÷1) с последующим прокаливанием, добавлением 0,5÷6,0% мас. хромового ангидрида с последующим перемешиванием.

В результате использования заявляемого технического решения увеличивается величина площади удельной поверхности и термостабильность катализатора.

Для приготовления катализатора по предлагаемому способу используют порошок железа марки ПЖР ГОСТ 9849-86, меди ГОСТ 4960-2009, щавелевую кислоту ГОСТ 22180-76, оксид хрома CrO3ГОСТ 3776-78 и отработанный промышленный железохромовый катализатор с удельной площадью поверхности 13,5 м2/г.

Изобретение осуществляется следующим образом:

Пример 1.

Для получения 100 г катализатора в барабан вибрационной мельницы UM-4 загружают 50 г порошка металлического железа и 50 г отработанного железохромового катализатора (соотношение Fe : катализатор = 1:1), 1,5 г порошка металлической меди, 135 г щавелевой кислоты и 90 г воды, и измельчают в течении 60 минут. Полученную массу прокаливают в течении 6 часов при температуре 260°С. Далее 97 г полученного порошка смешивают с 3,0 г CrO3 (3% мас.) и 30 г воды до полной однородности, подвергают экструзионному формованию в гранулы, которые сушат 6 часов при 150°С и прокаливают 6 часов при температуре 260°С.

Состав катализатора: Fe2O3 - 91,0%, Cr2O3 - 6,9%, CuO - 2,1%.

Пример 2.

Катализатор готовят аналогично примеру 1 с тем лишь отличием, что в барабан вибрационной мельницы загружают 20 г порошка металлического железа, 80 г отработанного железохромового катализатора (соотношение Fe:катализатор = 1:4) и 1 г металлической меди. Далее 94 г полученного порошка смешивают с 6,0 г оксида хрома CrO3 (6% мас.), 30 г воды и перемешивают до полной однородности.

Состав катализатора: Fe2O3 - 89,9%, Cr2O3 - 7,8%, CuO - 2,3%.

Пример 3.

Катализатор готовят аналогично примеру 1 с тем лишь отличием, что в барабан вибрационной мельницы загружают 80 г металлического железа, 20 г отработанного железохромового катализатора (соотношение Fe : катализатор = 4:1) и 2,4 г металлической меди. Далее 99,5 г полученного порошка смешивают с 0,5 г CrO3(0,5% мас.) и 30 г воды.

Состав катализатора: Fe2O3 - 91,0%, Cr2O3 - 6,8%, CuO - 2,2%.

Активность образцов катализатора оценивали по степени превращения СО в реакции паровой конверсии оксида углерода водяным паром. Условия испытания: температура 340°С, соотношение пар : газ - 0,6, объемная скорость 5000 час-1, содержание СО на входе 12%. Термостабильность (Кт) как отношение степени превращения при температуре 340°С (А1) к степени превращения СО при этой же температуре после перегрева катализатора при температуре 500°С (А2), т.е.

Площадь удельной поверхности образцов определяем по низкотемпературной адсорбции азота методом БЭТ (Физико-химическое применение газовой хроматографии / А.В. Киселёв и др. - М.: Химия, 1973. - 256 с.)

Результаты испытаний представлены в таблице.

Таблица

Пример Удельная площадь поверхности, м2 Активность, степень превращения СО при 340°С Коэффициент термостабильности, %
А1,% А2,%
1 130,1 93,0 86,1 92,6
2 124,3 92,6 85,2 92,0
3 121,9 91,7 83,4 90,9
Прототип 80,7 91,9 76,4 83,1

Из таблицы видно, что использование предполагаемого изобретения позволяет увеличить величину удельной площади поверхности на 51,0-61,2% и термостабильность на 9,4-11,4%.

Способ приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром, заключающийся в механической активации железосодержащего компонента с соединением меди в присутствии щавелевой кислоты, перемешивании массы, формовании, сушке и прокаливании гранул, отличающийся тем, что в качестве железосодержащего компонента используют смесь порошка металлического железа и отработанного железохромового катализатора при массовом соотношении Fe : катализатор = (1÷4) : (4÷1) с последующим прокаливанием, добавлением 0,5÷6,0 мас.% оксида хрома и последующим перемешиванием.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к композиции, содержащей смешанный оксид на основе церия и циркония. Описан смешанный оксид на основе церия и циркония для применения при обработке выхлопных газов от двигателей внутреннего сгорания, содержащий цирконий, церий, лантан и необязательно по меньшей мере один редкоземельный элемент, иной, чем церий и лантан, со следующим составом: 5-70% по массе оксида церия; 20-80% по массе оксида циркония; 1-15% по массе оксида лантана и 0-20% по массе по меньшей мере одного оксида редкоземельного элемента, иного, чем оксид церия и оксид лантана, при этом указанный смешанный оксид проявляет удельную поверхность (удельную поверхность, определенную по методу Брунауэра-Эммета-Теллера (SBET)) в интервале между 35 и 50 м2/г после обжига при 1100°C в течение 4 часов в воздушной атмосфере и удельную поверхность (SBET) в интервале между 55 и 70 м2/г после обжига при 1000°C в течение 4 часов в воздушной атмосфере.

Изобретение может быть использовано при получении катализаторов для обработки выхлопных газов двигателей. Способ получения улавливающего NOx материала носителя катализатора включает получение первой суспензии, содержащей предшественник гомогенного смешанного оксида Mg/Al, и сушку первой суспензии.

Изобретение относится к области гетерогенного катализа, в частности к способу получения катализатора для жидкофазного гидрирования смесей, содержащих карбонильные и гидроксильные производные ароматических углеводородов.

Настоящее изобретение относится к способу получения катализатора дегидрирования алканов до алкенов, в котором: (a) получают отработанный катализатор от процесса нефтепереработки, (b) прокаливают отработанный катализатор, чтобы удалить кокс, (c) необязательно измельчают отработанный катализатор, чтобы получить отработанный носитель катализатора, (d) получают металлосодержащий раствор, смешивая желательный металлосодержащее соединение (соединения) с растворителем, где металл в металлосодержащем соединении выбран по меньшей мере из одной из групп, включающей группы VB, VIB, VIII и ряд лантанидов, и где по меньшей мере один металл выбран из группы щелочных металлов, и где растворитель выбран из толуола или деминерализованной (ДМ) воды, (e) обрабатывают отработанный катализатор или отработанный носитель катализатора металлосодержащим раствором, чтобы получить мокрую каталитическую смесь или мокрые частицы катализатора, (f) высушивают мокрую каталитическую смесь или мокрые частицы катализатора, чтобы получить сухую каталитическую смесь или сухие частицы катализатора, (g) необязательно повторяют стадии (e) и (f), (h) прокаливают сухую каталитическую смесь или сухие частицы катализатора, чтобы получить катализатор.

Изобретение относится к способу приготовления катализатора селективной гидроочистки олефинсодержащего углеводородного сырья. Способ включает пропитку пористого носителя по влагоемкости растворами K2MoS4 и органического комплексоната кобальта, содержащего не менее двух атомов кислорода и не менее двух атомов углерода в органическом растворителе.

Изобретение относится к катализаторам для очистки хвостовых газов. Предложен носитель катализатора очистки хвостового газа, образующегося в процессе синтеза оксалата посредством связывания СО, состоящий из Al2O3 и имеющий бимодальное распределение пор по размерам, имеющее первый пик при 2-10 нм и второй пик при 10-50 нм, и указанный носитель состоит из α-Al2O3 и γ- Al2O3, и α-Al2O3 составляет от 50 до 99 вес.

Изобретение относится к катализаторам для очистки хвостовых газов. Предложен носитель катализатора очистки хвостового газа, образующегося в процессе синтеза оксалата посредством связывания СО, состоящий из Al2O3 и имеющий бимодальное распределение пор по размерам, имеющее первый пик при 2-10 нм и второй пик при 10-50 нм, и указанный носитель состоит из α-Al2O3 и γ- Al2O3, и α-Al2O3 составляет от 50 до 99 вес.

Изобретение относится к способу получения твердых растворов со структурой шпинели на основе ферритов и хромитов переходных элементов и может найти применение в химической промышленности в процессах органического синтеза для производства бутадиена и углеводородов из синтез-газа.

Изобретение относится к способу получения катализатора полимеризации. Описан способ для получения катализатора полимеризации с низкими выбросами высокоактивных летучих органических соединений (HRVOC), включающий следующие этапы:(a) обжиг кремнеземного носителя при температурах в диапазоне от около 100°C до около 500°C для формирования предварительно обожженного кремнеземного носителя;(b) приведение в контакт предварительно обожженного кремнеземного носителя с изопропилатом титана для формирования титанированного носителя; (c) после окончания этапа b) приведение в контакт титанированного носителя с полиолом для формирования связанного с полиолом титанированного носителя (PATS);(d) приведение в контакт упомянутого связанного с полиолом титанированного носителя с ацетиацетонатом хрома (III) для формирования прекурсора катализатора полимеризации;(e) высушивание прекурсора катализатора полимеризации для формирования высушенного прекурсора катализатора полимеризации; и (f) обжиг высушенного предшественника катализатора полимеризации для получения катализатора полимеризации, причем в течение обжига высушенного прекурсора катализатора полимеризации выбросы HRVOC составляют менее 0,1 мас.%.
Изобретение относится к способу получения оксидного катализатора и способу получения ненасыщенного нитрила. Способ получения оксидного катализатора, предназначенного для газофазного каталитического аммоксидирования пропана или изобутана и содержащего Mo, V, Sb, Nb и кремнезем, включает стадию приготовления исходного материала, содержащую субстадию (I) получения водной жидкой смеси (A), содержащей Mo, V и Sb; субстадию (II) добавления пероксида водорода к водной жидкой смеси (A), способствуя тем самым окислению водной жидкой смеси (A) и получению водной жидкой смеси (A'); и субстадию (III) смешивания водной жидкой смеси (A'), Nb-содержащего исходного жидкого материала (B) и исходного материала носителя, содержащего кремнезем, и получения тем самым водной жидкой смеси (C); стадию сушки водной жидкой смеси (C) и получения тем самым сухого порошка и стадию обжига сухого порошка в атмосфере инертного газа, где время, прошедшее от добавления пероксида водорода к водной жидкой смеси (A) до смешивания с ней Nb-содержащего исходного жидкого материала (B), составляет менее чем 5 минут, и водная жидкая смесь (A') перед подверганием субстадии (III) имеет окислительно-восстановительный потенциал от 150 до 350 мВ.

Предложен способ получения циклогексана парофазным гидрированием бензола, содержащего в качестве примесей сернистые соединения, при повышенной температуре и повышенном давлении в нескольких реакционных зонах в присутствии никель-хромового и медьсодержащего катализаторов, расположенных в различных реакционных зонах, с использованием медьсодержащего катализатора в первой по технологическому циклу реакционной зоне, с регулированием температуры в реакционной зоне, содержащей никель-хромовый катализатор, путем подачи конденсата из сепаратора в реакционную зону с последующим его испарением.

Разработан активный катализатор гидрообработки, предназначенный для использования в процессах конверсии углеводородов: гидроденитрификации, гидрообессеривания, гидродеметаллирования, гидродесиликации, гидродеароматизации, гидроизомеризации, гидроочистки, гидрофайнинга и гидрокрекинга.

Изобретение касается каталитической химии, в частности приготовления катализатора для паровой конверсии оксида углерода, и может быть использовано для производства водорода и водородсодержащего газа.

Настоящее изобретение касается монолитной подложки с зонированным катализатором для регулирования газообразного сероводорода, образованного в ловушке обедненного NОх во время обессеривания ловушки обедненного NОх в расширенном температурном диапазоне по сравнению с известными механизмами регулирования сероводорода.

Изобретение относится к каталитически активным массам, которые являются смесью содержащего молибден и ванадий многоэлементного оксида по меньшей мере с одним оксидом молибдена и которые могут быть получены согласно изобретению, их применению для катализа гетерогенно катализируемого парциального газофазного окисления (мет)акролеина до (мет)акриловой кислоты, а также к их применению для получения оболочечных катализаторов, особенно пригодных для указанного катализа.

Изобретение относится к получению катализаторов на основе соединений меди, цинка, алюминия и хрома для низкотемпературной конверсии оксида углерода водяным паром, катализатор может быть использован для низкотемпературного синтеза метанола, процессов гидрирования нитробензола, дегидрирования циклогексанола в циклогексанон в производстве капролактама.
Настоящее изобретение касается способа обработки каталитически активных формованных изделий, в частности, для повышения их механической прочности. Описан способ обработки каталитически активных формованных изделий, содержащих каталитически активный компонент и при необходимости материал носителя катализатора, включающий следующие стадии процесса: a) предоставление окончательно приготовленных каталитически активных формованных изделий, b) пропитку этих окончательно приготовленных каталитически активных формованных изделий пептизирующим вспомогательным средством в количестве жидкости, которое не превышает теоретическое влагопоглощение этих каталитически активных формованных изделий, c) термическую обработку пропитанных каталитически активных формованных изделий при температуре от 50°С до 250°С и d) прокаливание этих термически обработанных каталитически активных формованных изделий при температуре от 250°С до 600°С.
Изобретение относится к сорбционной технике, в частности к получению сорбентов-катализаторов путем пропитки активного угля (АУ) растворами каталитических добавок для использования их в индивидуальных и коллективных средствах защиты органов дыхания фильтрующего типа с целью удаления токсичных химикатов (ТХ) из воздуха, а также защиты окружающей среды от промышленных выбросов.

Изобретение относится к способу получения твердых растворов со структурой шпинели на основе ферритов и хромитов переходных элементов и может найти применение в химической промышленности в процессах органического синтеза для производства бутадиена и углеводородов из синтез-газа.

Изобретение относится к способу повышения селективности при получении акриловой кислоты с помощью оболочечного катализатора для частичного газофазного окисления акролеина до акриловой кислоты, состоящего из полой цилиндрической несущей подложки длиной от 2 до 10 мм, наружным диаметром от 4 до 10 мм и толщиной стенок от 1 до 4 мм, а также нанесенной на наружную поверхность несущей подложки оболочки из каталитически активной оксидной массы общей формулы (I): в которой X1 означает один или несколько элементов из группы щелочных и щелочно-земельных металлов, X2 означает один или несколько элементов из группы кремния, алюминия, титана и циркония, и n означает стехиометрический коэффициент элемента кислорода, который определяется стехиометрическими коэффициентами отличающихся от кислорода элементов, а также их зарядовым числом в формуле (I).

Изобретение относится к способу получения твердых растворов со структурой шпинели на основе ферритов и хромитов переходных элементов и может найти применение в химической промышленности в процессах органического синтеза для производства бутадиена и углеводородов из синтез-газа.

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способу приготовления катализаторов для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром, которые могут быть использованы при получении азотоводородной смеси для синтеза аммиака. В способе приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром, заключающемся в механической активации железосодержащего компонента с соединением меди в присутствии щавелевой кислоты, перемешивании массы, формовании, сушке и прокаливании гранул, согласно изобретению в качестве железосодержащего компонента используют смесь порошка металлического железа и отработанного железохромового катализатора при массовом соотношении Feкатализатор : с последующим прокаливанием, добавлением 0,5÷6,0 мас. хромового ангидрида с последующим перемешиванием. Технический результат изобретения заключается в увеличении удельной площади поверхности и повышении термостабильности катализатора. 1 табл., 3 пр.

Наверх