Катализатор для очистки водородсодержащих газов от окислов углерода

Катализатор для очистки водородсодержащих газов от окислов углерода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДОРОДСОЛЕР)КА11ИХ ГАЗОВ ОТ ОКИСЛОВ УГЛЕРОДА, содержащий окись никеля, окись алюминия и алюминат кальция, отличающийся тем, что, с целью повышения активности катализатора , он дополнительно содержит .окись хрома при следующем содержании компонентов, мас.%: Окись никеля 31,9-50,8 Окись хрома 2,0-16,.4 Алюминат кальция . 17,2-30,0 Окись алюминия Остальное (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И! (gg)$ В 01,7 23/86

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

17,2-30,0

Остальное ция

Окись алюминия

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР е

1 (21) 3386315/23-04 (22) 27.01 82 (46) 15.08.90. Бюл. Р 30

1 (72) lO.È.Áåðåýèíà, Н.И.Борисова, В.В.Бутов, Е.З.Голосман, А.Н.Греченко, В.Н.Ефремов, С.В.Караманенко, А.И.Крейндель, В.Г.Кузнецов, К.В.Параскевопуло, А.А.Рылов, Т.А.Семенова, В.С,Соболевский, В.М..Тесленко, Л.И.Тительман и В.А.Нумилкина (53) 66.097.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 374900, кл. В 01 J 23/78, 1970.

Авторское свидетельство СССР

NI 403429, кл. В 01 J 23/86, 1 970.

Авторское свидетельство СССР

Р 428773, кл. В 01 J 23/74, 1972.

Изобретение относится к катализаторам для процессов очистки водородсодержащих газов от окислов углерода.

Известен катализатор для химических процессов, например для очистки азотноводородной смеси от окиси и двуокиси углерода, содержащих следующие компоненты, мас.Е: окись никеля . 15-50, окись кальция 5-9, вода 6-10, окись алюминия остальное. Активная поверхность никеля в катализаторе

26 м /r, удельная поверхность.230 M/r. 2

Известный катализатор обладает недостаточной активностью в процессах очистки водородсодержащих газон от окислов углерода.

Известен также катализатор для очистки водородсодержащих газов от окислов углерода, содержащий окислы

2 (54) (57) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ

ВОДОРОДСОДГРИАЦИХ ГАЗОВ ОТ ОКИСЛОВ

УГЛЕРОДА, содержащий окись никеля, окись алюминия и алюминат кальция, отличающийся тем, что, с целью повышения активности катализатора, он дополнительно содержит ,окись хрома при следующем содержании компонентов, мас.Х:

Окись. никеля 31,9-50,8

Окись хрома 2, 0-16,.4

Алюминат кальникеля, хрома и алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.7.: окись никеля 8-50, окись хрома 4-35, окись алюминия остальное. Известный катализатор обладает недостаточно высокой активностью. Так, температура очистки газа от 0,2Х СО и 2070 см /м C0 до остаточного содер3 3 жания каждого:компонента. 2 см /м в присутствии известного катализатора.. ! составляет 230 С.

Ближайшим известным решением аналогичной задачи по технической сущности и достигаемому .эффекту является катализатор для очистки водородсодер-. жащих газов от окислов углерода, содержащий окись никеля, окись алюминия и алюминат кальция при следующем ,соотношении компонентов, мас.Е: окись

105! 764 никеля 25-40,,окись алюминия 15-55, алюминат кальция 5-60. К недостаткам известного катализатора следует отнести его недостаточно высокую актив5 ность при недостаточно развитой никелевой поверхности .(20-25 м /г), температура очистки газа от 0,2Х СО и

20-.70 см /м СО до остаточного содержания каждого компонента 2 см /мз

10 в присутствии известного катализатора составляет 220 С.

Целью изобретения является повышение активности катализатора.

Для достижения поставленной цели

„предложен катализатор Для очистки Ъодородсодержащих газов от окислов углерода, содержащий окись никеля, окись алюминия, окись хрома и алюминат кальция при следующем соотношении 0 компонентов, мас.Х: окись никеля

31,9-50,8, окись хрома 2,0-16,4, алюминат кальция 17,2-30,0, окись алюми. ния остальное.

Отличительными признаками изобре- 25 тения являются дополнительное содержание окиси хрома и соотношение компонентов.

Катализатор согласно изобретению по сравнению с известным обладает повышенной активностью. Температура . очистки газа от 0,2Х CO и 20-70смз/м

СО до остаточного содержания каждогокомпонента 2 см з/м з в присутствии настоящего катализатора составляет

170-200 С. 35

Катализатор согласно изобретению готовят путем смешивания исходных компонентов - основного карбоната никеля,,окиси алюминия, алюмината кальция и раствора хромового ангид- рида с последующей сушкой и прокалкой с образованием твердых растворов окислов на основе решеток NiO и Al@0> .45

Окись хрома, растворяясь в окиси никеля, способствует увеличению дисперсности никеля, что приводит к увеличению никелевой поверхности и ак-. тивности катализатора.

Увеличение активности катализатора наблюдается при введении 2Х Сг. Оэ.

При введении в состав катализатора свыше 16,4 Cr<0> снижается общая поверхность и активность уменьшается.

Приготовление катализатора может быть представлено как с использова. нием аммиачной Йоды, так и без этого компонента.

H p и м е р 1. Предварительно измельченные окись алюминия (1,5 кг), алюминат кальция (1,5 кг) и основной карбонат никеля (2,95 кг) смешивают в Z-образном смесителе в течение

30 мин при добавлении 5000 .мл аммиачной воды без обогрева.

Полученную массу в течение 1520 мин смешивают с раствором хромового ангидрида (0,25 кг Cr<0> в 2 л

Н О), затем продолжая перемешивание о

9 сушат при 100 С и пластифицируют в

1 течение 2-3 ч.

Высушенную массу прокаливают на воздухе при 400 С в течение 10-12 ч.

Затем измельчают, .рассеивают, смешивают с 2 мас.Х графита и конденсатом и таблетируют в гранулы размером бх3 мм или 5х5 мм.

Полученный катализатор содержит, мас.Х: Ni0 32э7» А1 0 э 35.3 Сг Оз

2,0, алюминат кальция 30. Никелевая поверхность катализатора 29 м /r, Пример 2. Предварительно измельченную смесь из 198 r основного карбоната никеля, 118 г окиси алюминия и 84 r алюмината кальция загружают в Z-образный смеситель и смешивают с раствором хромового ангидрида (7,62 Cr O> в 240 мл дистиллированной воды). Перемешивание продолжают сначала при комнатной температуре, затем при температуре 70-80 С.

Катализаторную массу высушивают при 100 С в течение 10 ч, прокаливают в атмосфере воздуха при 380400 С 8-10 ч, смешивают в 2 мас.Х графита и таблетируют в гранулы бх3 или 5х5 мм.

Полученный катализатор содержит, мас. X: NiO 31,9, Сг О з 4, 6, А1 0

36,1, .алюминат кальция 27,4.

Пример 3. Способ получения катализатора аналогичен примеру 1, но в смеситель загружают предварительную измельченную смесь из 227 r основного карбоната никеля, 135 r окиси алюминия и 38 г алюмината кальция и перемешивают с раствором хромового ангидрида (92,7 г Cr

240 мл дистиллированной воды).

Полученный катализатор содержит, мас.Х:. НХО 34,4, Cr Оэ 16,4, А1 0

32,0, алюминат кальция 17,2.

Пример 4. Способ получения катализатора аналогичен примеру 1, но в смеситель загружают предварительно измельченную смесь из 200 г

1051764

Никелевая

Ю пп Катализатор

Дисперсность, А

Активность поверх-ность, м /г

Температура очистки, ФС

Скорость гидрирования CO (при 160 С р=1ат)

Ссо0,3 см .СО-10 с.м .Hi

0;4

220

0,4

26,— 220

0,4

0,6

200

5 основного карбоната никеля (33 r окиси алюминия и 67 г алюмината кальция) и смешивают с раствором хромового ангидрида (46,6 r Cr O s в 140 мл дистиллированной воды). По- лученный катализатор содержит, мас.7.:

Ni0 50,8, Cr Оа 12,3, А1 0з 10,0, алюминат кальция 26,9.

Сравнительные свойства известного и предлагаемого катализаторов приведены в таблице.

В таблице приведена температура полной очистки синтез-газ от 0,2Х СО и 20-70 см /м СО до остаточного содержания каждого компонента 2 см /м4 при р=24 ати, У 10000 ч

Известные.

Ni - Al - Са

NiO 15-50

СаО 5-9

Н О 6-10 80-100

А1 0 з Остальное

Прототип:

Ni-Аl-Са .Ni0 25-40

Al 0з 15-55

Алюминат кальция

5-60 80-100

Предлагаемый NiO 44,7

Cr<0> 1,2

Алюминат кальция

19 5 А1 0 34,6 70-90

Ni0 32,7

1 3

Алюминат кальция

30,0

° Al О 35,3 40-50

NiO 31,9

Crz0 у 4,6

Испытания проведены на модельной

I и полузаводской установках.

Из таблицы видно, что при. введениг в NiO — Аl-Са систему от 2 до 16,4Х

Crq0 q получают катализатор с наибольшей активностью, что обусловлено увеличением скорости гидрирования окиси углерода и минимальной температурой очистки до остаточного содержания 2 см /м окиси и двуокиси углерода. Это позволяет осуществлять процесс очистки водорода и водородсодержащих газов от окислов углерода до остаточного содержания менее 2 см /м з з прй более низкой температуре (!70180 С), т.е. при меньших энергетических затратах.

1051 764

Продолжение таблицы

Г г

10Ф пп

Никелевая новеркносФь, м /г

Активность

Дисперсность, А

Катализатор

Скорость гидрйрования CO (при 160 С р1ат)

Ссо 0,3Х см CO ° 10 с .м 1 11

Температура очистки, оС юЬ

Алюминат кальция

27,4

AlqOq 36 1

NiO 34,4, Cr<0 16,4

Алюминат кальция

17,2

Al,0 32,0

NiO 50 8

Cr@0 з 12, 3

Алюминат кальция

26,9

А1зОь 10,0

NiO 45,0

Cr О, 18,5

Алюминат кальция

16,2

Al Оз 20,3

0,6

185

40-50

О,б

175

30-40

0,6

170

30-40

0,5

50-60

Текред Л.Олийнык Корректор C.öeðíè

Редактор С.Титова

Заказ 3084 Тираж 422 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óærîðîä, ул. Гагарина,101