Способ восстановления медьсодержащего катализатора

Способ восстановления медьсодержащего катализатора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ МЕДЬСОДЕРЖАЩЕГО КАТАЛИЗАТОРА для синтеза метанола путем контактирования его с газовой смесью, состоящей из восстанавливакщего агента - водорода, инертного разбавителя в присутствии углекислого газа, отличающий с.я тем, что, с целью увеличения срока службы катализатора, восстановление катализатора ведут при р.азнице в содержании водорода до контактирования и после него 0,15-0,2 об.%.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECflYEiflHH

09). ())) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

) )О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 01 НРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 ) ) 3470041/23-04 (22) 13.07.82 (46) 07.05.84, Бюп, И 17 (72) Э. Ф. Михалева, Л. И. Романенко, Н, А. Свистунова, Б. С. Райков, И. А. Краснобородько, А. N. Ищенко и Г, Д. Криштопа (53) 66. 097. 3 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

)) 466044, кл, В 01 J 23/86, !972 °

2. Авторское свидетельство СССР

)) 356872, кл. В 01 J 37/18, 1970 (прототип). @)) В 01 J 37/!8, В P) J 23/72 (54) (57) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЕДЬСОДЕРЖАЩЕГО КАТАПИЗАТОРА для синтеза метанола путем контактирования его с газовой смесью, состоящей из восстанавлнвакщего агента - водорода, инерт-. ного разбавителя в присутствии углекислого газа, о т л и ч а ю щ и и с.я тем, что, с целью увеличения срока службы катализатора, восстановление катализатора ведут при разнице в содержании водорода до контактирования и после него 0,15-0,2 об.X.

1 090443

Изобретение относится к способам восстановления катализаторов синтеза метанола. Известен способ восстановления катализатора для синтеза метанола путем подачи аэотоводородной смеси, содержащей 20-40 об,7. водорода, и циркуляцией со скоростью 10-30 тыс. нм /ч на 1 м катализатора 1 1 3.

Однако большой избыток водорода !О при восстановлении приводит к интенсивному выделению влаги с катализатора, в результате чегоухудшаются его физико-химические свойства (поверхность; пористость), возможны перег- 15 ревы и спекание катализатора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ восстановления медьсодержащего катализатора 20 синтеза метанола, включающий контактирование катализатора с газовой смесью, состоящей из восстановителя, а именно, водорода 1-10 вес,7. и окиси углерода 1-2 вес.7, углекислого ra- 25 эа до 95 вес.7. и инертного разбавителя, например метана, азота до

l 00 ве с, 7. Г 2 2.

Недостатком этого способа является сравнительно большая подача водорода на восстановление катализатора, Процесс восстановления — экзотермический процесс и в агрегатах синтеза метанола большой мошности при содержании в газе до 10Х водорода восстановление

-,катализатора происходит интенсивно, что приводит к большому выделению влаги, в результате чего уменьшается прочность катализатора.

Кроме того, выделение большого количества тепла, которос не успевает отводиться в процессе восстановления из зоны реакции, приводит к местным перегревам, вплоть до спекания катализатора. Все это сокращает срок службЫ катализатора до 8 месяцев.

Целью изобретения является увеличение срока службы катализатора.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу восстановления

50 медьсодержащего катализатора для синтеза метанола путем контактирования его с газовой смесью, состоящей иэ восстанавливающего агента — водоро. да, инертного разбавителя в присут" ствии углекислого газа, восстановле55 ние катализатора ведут при разнице в содержании водорода до контактирования и после него 0,15-0,2 об.7..

При уменьшении разницы в содержании водорода менее 0,15 об.X сильно, замедляется процесс восстановления катализатора, увеличивается продолжительность .восстановления.

При увеличении разницы в содержа. нии водорода более 0,2 об,X интенсивнее идет процесс восстановления катализатора, что затрудняет своевременный отвод тепла иэ зоны реакции. Перегрев катализатора в процессе восстановления отрицательно сказывается на пористой структуре катализатора, его удельной поверхности, селективности и сроке службы катализатора.

При содержании водорода в газе

0,15-0,2 об.7 скорость выделения влаги составляет 2-2,5 л /м катализатора, Тепло из зоны реакции отводится регулярно, что положительно сказывается на пористости катализатора, его удельной поверхности.

Все это увеличивает срок службы катализатора до l 2-!,5 лет, Пр и м е р 1. Медьцинкалюминиевый катализатор, содержащий СиО 53X ZnO

267., A1203 5,57, остальное - примеси, в количестве 55 мЗ загружают в промышленный агрегат синтеза метанола с диаметром 3600 мм, высотой 16345 мм,, Восстановление катализатора проводят в условиях:

Состав газа до реактора, об.X:

2 0,25

С02

2

До 100

Объемная скорость 10000 ч

Давление 7 ати

Температурный режим восстановления приведен в таблице.

Состав газа после реактора, об.X

0,1

2

До 1.00

Разница в содержании водорода до и после реактора составляет 0,15 об.X.

На основании химсостава катализатора установлено, что в процессе восстановления должно выделяться IOX влаги от веса катализатора или IO мз воды. Поэтому ежечасно проводится замер количества выделенной в процессе восстановления влаги и 2 раза в час анализируется состав газа до и после реактора.

Об окончании процесса восстановления судят по общему количеству вы33

25

3 вес,7

0,031

Скорость, Влага, л/ч.м З катализатора

Темперао тура, С

Операция

Время, Ч

Повышение температуры до

40

Прогрев катализатора

150

Восстановление

l 5 2,5

0,3 2,3

0,4

165

180

185

BHHHgH Закан 2982 9 УнЕ 333 Понлненое В8 ШШ "Патент, т.уигорол, ул.Проектная, 3 10904 деленной влаги — 10 м3 эа процесс вос становления.

Укаэанная разница в концентрации водорода до и после объема катализато ра необходима только в период вос- 5 становления катализатора, Когда этот процесс окончен, производится цостепенная замена газа-восстановителя реакционным газом и агрегат синтеза метанола выводят на нормальный тех- 10 нологический режим, На восстановленном таким образом катализаторе проводят синтез метано-, ла при объемной скорости газа

10000 ч;1, температуре 215-260 С и составе циркуляционного газа, об.X:.

Со 5,5

СО 8

Н2 40 сн+ 22,5

24

Н /СО 5

Н -СОт

-" — — = 2,55

СО+СО производительность катализатора . 0,325 т/ч

Содержание воды в сырце

Состав органичес.кой части сыр" ца, вес,X

Метанол 99,903

Диметиловый эфир

Пропиловый спирт 0,015

Изобутиловый спирт 0,00!

Остальные примеси 0,05

Перманганатная проба равна 5.

Пример 2 ° Способ проводят аналогично примеру 1 ° Состав газа т

;до реактора:

Н

0,25

С02

2 До 100

Состав газа после реактора:

Н2 0,05

2

2 До 100

Разница в содержании водорода до и после объема катализатора составляет

0,2Х. Испытания проводили аналогично примеру 1 ° Производительность катализатора 0,325 т/ч, остальное как в примере 1, Способ восстановления катализатора согласно данному изобретению позволяет проводить процесс стабильно без, резких колебаний в скорости выделения влаги,что положительно сказывается на формировании пористой структуры катализатора. Процесс синтеза метанола на восстановленном катализаторе протекает при более низких температурах, обеспечивает более высокую производительность н увеличивает длительность пробега катализатора до 1,2-1,5 лет против 8 месяцев по известному спосо бу. Улучшение качества метанола подтверждается тем, что перманганатная проба метанола остается равной 10 мин.