Способ приготовления катализатора для конверсии оксида углерода

Способ приготовления катализатора для конверсии оксида углерода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к приготовлению катализатора для конверсии оксида углерода. Цель - получение катализатора с повышенной активностью. Приготовление ведут путем смещения оксида магния с аммиачнокарбонатным раствором меди при повышенной температуре и PH 8,0-11,5. При смещении используют молярное соотношение диоксида углерода в аммиачнокарбонатном растворе к сумме указанных соединений меди и магния в пересчете на металлы 1:1,7-2,3. После смещения добавляют гидроксид натрия до концентрации 1,0-5,0 г/л, сушат, прокаливают, смешивают с аммиачнокарбонатным раствором, катализаторную массу формуют. Полученный катализатор обладает повышенной активностью при 260°С и более высокой стабильностью в работе. 5 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21.) 4490743/31-04 (22) 06.10.88 (46) 30.12.90. Бюп. ¹ 48 (7l) Ивановский химико-технологический институт (72) А.П.Ильин, H.H.Смирнов, Ю.Г.Иироков, И.A.Þðøà, В.H.Hèöêàÿ, H.À.Ãîлубев и Н.Н.Аксенов (53) 66,097.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 399097, кл. В Ol J 23/84, 1966.

Авторское свидетельство СССР № 697179, кл. В 01 1 37/02, 1978.

Авторское свидетельство СССР

¹ 596278, кл. В 01 .! 37/04, 1976. (54) СПОСОБ 11РИГОТОИ1ЕНИЯ КАТА!1ИЗАТОРА ДПЯ КОНВЕРСИИ ОКСИДА УГЛЕРОДА (57) Изобретение относится к каталитической химии, в частности к пригоИзобретение относится к технологии медно-магниевых катализаторов для конверсии оксида углерода и может быть использовано в химической и нефтеперерабатывающей промышленностию

Целью изобретения является получение катализатора с повышенной активностью за счет изменения концентрации диоксида углерода в исходном аммиачно-карбонатном растворе и введения дополнительного компонента— гидроксида натрия .

„„SU„„1616697 А щ)g В О1 Л 37/04, 23/76 товлению катализатора для конверсии оксида углерода. Цель — получение катализатора с повышенной активностью, Приготовление ведут путем смешения оксида магния с аммиачно-карбонатным раствором меди при повышенной температуре и рН 8,0-11,5. 11ри смешении используют молярное соотношение диоксида углерода в аммиачно-карбонатном растворек суммеуказанных соединений меди и магния в пересчете на металлы 1:1,7-2,3. После смешения добавляют гидроксид натрия до концентрации 1,0-5,0 г/л, сушат, прокаливают, смешивают с аммиачно-карбонатным раствором, катализаторную массу формуют. 1!ойученный катализатор обладает повышенной активностью при

260 С и более высокой стабильностью в работе. 5 табл.

Пример l. 11редварнтельно по- ф лучают аммиачно-карбонатный раствор (g)

{АКР) путем растворения в 1,0 л водного раствора аммиака 300 г карбоната аммония (NH@)>CO . Далее в 1,0 л полученного АКР растворяют 276 г малахита CuGO Cu(OH) . и готовят амми-. В ачно-карбонатный комплекс меди (АККЫ)

2+ имеющий состав, г/л: СО 192,5; Си

160; 1!Ну 200. Для приготовления 100 r катализатора берут 50 г M„O и 200 мп полученного АККМ, геремешивают при

80 С н вводят 0,6 г NaOH. Иолярное

1616697 соотношение СО в AKKM к сумме соединений меди и магния в пересчете на металл составляет 1:2,0. Концентрация гидроксида натрия - 3 г/л. Процесс ведут до полного удаления амми5 ака. Иассу сушат при 110 С и прокалиВают при 450 0. Затем вводят 5 мл AKP и 50 мл воды, перемешивают до полной однородности и подвергают экструзион- 10 ному формованию. Готовые гранулы су, шат при 120 С. Состав катализатора, следующий,. мас.Х: MgO 50 0 Си0 40 2;

Na O О;4; влага и СО 9,4.

Пример 2. Катализатор готовят 15 аналогично примеру 1 с тем лишь отличием что применяют аммиачно-карбо- ° натный комплекс меди состава, г/л:

СО 226,6:, Си 160..Молярное соотношейие СО2 в AKKM к сумме соединений меди и магния в пересчете на метапл составляет 1:1,7. Состав катализатора следующил, мас.%: MgO 50,0; СиО 39,5

Na

СО 167 2; Си2 160, Молярное соотношение СО в AKKM к сумме соединений

;меди и магния в пересчете на металл составляет 1:2,3. Состав катализатора следующий, мас.Х: MgO 50„3; Си0 40,6;, Na

Пример 4. Катализатор готовят аналогично примеру 1 с тем лишь отличием, что содержание CO в аммиачнокарбонатном комплексе меди составляет 236,1 г/л. Иолярное соотношение

СО в АККМ к сумме соединений меди и магния в пересчете на металл составляет 1."1,63. Состав катализатора следующий, мас.%: MgO 4 9,9; СиО 39,3;

На О 0,5; вода и СО> 10,3.

Пример 5. Ка HSGTop готовят 45 аналогично примеру 1 с тем лишь отличием, что содержание СО в аммиачно-карбонатном комплексе меди составляет 163,8 г/л. Иолярное соотношение

СО в AKKM к сумме соединений меди

1 и магния в пересчете на металл составляет 1:2,35. Состав катализатора следующий, мас.%: MgO 50,2" СиО 40,4;

Na<0 0Ä4; влага и СО 9,0.

Пример. 6. Катализатор готовят

55 аналогично примеру 1 с тем лишь отличием, что в АККМ вводят 1 г NaOH. Концентрация гидроксида натрия 5 г/л.

Состав катализатора следующий, мас.%:

MgO 49,8; СиО 40,1; Na О 0,7; влага и СО 9,4.

Пример 7. Катализатор готовят аналогично примеру 1 с тем лишь отличием, что в AKKM вводят,0,2 г

NaOH. Концентрация гидроксида натрия I 0 г/л. Состав катализатора следующий, мас.Х: M 0 50 3 СиО 40,3

Na O 0,14; влага и СО 9,26, Пример 8. Катализатор готовят аналогично прймеру 1 с тем лишь отличием, что в AKKM вводят 0,12 г

Na0H, Концентрация гидроксида натрия 0,6 г/л. Состав катализатора следующий, мас.%: ИяО 30,4; СиО

40,2; Na О 0,07; влага и СО> 9 ° 33.

Пример 9. Катализатор готовят аналогично примеру 1 с тем лишь отличием, что в AKKM вводят 1,2 r

NaOH. Концентрация гидроксида натрия 6 г/л. Состав катализатора следующий, Мас.Х: Mg0 50,0; Си0 40,0;

Na20 1.0i3 влага и СОг 9ФО

Значения рН суспензии в начале и в конце смешения для примеров 1-9 приведены в табл.1.

Активность катализаторов в реак" ции конверсии СО испытывают на лабораторной установке проточного типа в условиях прототипа при атмосферном давлении и объемной скорости 10000 ч соотношении пар:газ=1,0, состав газа, об.%: СО 50; N 50.

Результаты испытаний представлены в табл.2.

Как видно из данных табл.2, реакция протекает практически в равновесных условиях — степень приближения к равновесию близка к 100Х. Поэтому для характеристики активности образцы по примерам 1-9 испытаны в более жестких условиях: при объем" ной скорости 1500 ч,состав газа, o6,% С0 12р5; СО 9у,4; М остальное, соотношение пар ; газ = 0,5 размер зерна = 0,25-0,5 мм.

Активность образцов катализатора в реакции конверсии монооксида углерода V = 15000 ч (соотношение пар газ = 0,5) показана в табл.3.

Из табл.3 следует, что катализатор по данному способу показывает при температурах выше 260 С . вдвое о большую активность по сравнению с катализатором по способу-прототипу, Катализатор по данному способу предназначен для среднетемператур616697

Таблица 1

При- рН суспензии рН суспензии в мер, в начале сме- конце смешения

В шения

8,0

8,0

8,0

8,0

8,0

8,3 ,890

8,0

8 3

11,1

11,0

11,0

11,0

11,510 9

У

10,9

11 5

2

4

5 .

7

5 .ной конверсии СО и должен эксплуатироваться при 270-3004С.

В табл.4 приведены результаты испытания катализатора на термическую устойчивость.

Из табл.4 видно что после переЭ о грева катализатора до 350 С он прак- тически не теряет своей активности.

Медно-магниевые катализаторы могут также использоваться в производ, стве капролактама на стадии дегидрирования циклогексанола в циклогексанон.

Активность катализаторов в реакции дегидрирования циклогексанола в циклогексанон исследуют на установке проточного типа при 250 и 260 С

-! и объемной скорости 3,6 ч по жидкому циклогексанолу.

При 250, 260 С катализатор работал 55 ч, затем температура поднималась до 355 С. При этой температуре катализатор выдерживают 25 ч, После перегрева испытания продолжают

16 ч при 250оС. Активность катализатора оценивают по степени превращения циклогексанола в циклогексанон.

Коэффициент термической устойчивости рассчитывают как отношение степеней превращения после и до перегрева.

Активность образцов, полученных различными способами в реакции дегидрнрования циклогексанола в циклогексанон, представлена в табл.5.

Данные, представленные в табл.2-5, показывают, что катализаторы по данному способу обладают повьш енной активностью при температурах выше

260 С и более высокой стабильностью о в работе.

Формула изобретения

Способ приготовления катализатора для конверсии оксида углерода путем смешения оксида магния с аммиачно" карбонатным раствором меди при повышенной температуре и рН 8,0-11s5 с последующей сушкой, прокаливанием и формованием катализаторйой мзссы, 20 отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной активностью, при смешении используют молярное соотношение диоксида углерода в аммиачно-карбонатном

25 растворе к сумме вышеприведенных соединений меди и магния в пересчете на металлы 1:1 ° 7-2,3, после смешения добавляют гидроксид натрия до кон" центрации 1,0-5,0 г/л и .перед фор3Q мованием катализаторную массу смеши" вают с аммиачно-карбонатным раствором.

1616697

Т,аблица. 2

° Ю а а а В 6 6 В ВВ М

Активность, константа скорости, смэ/г с, при температуре С

240 270

° еее

Пример, У

Степень приближения к равновесию,Х, при 270 С

22 ° 3

2),9

21,5

14,9

l5,2

21,0

21,1

)7i3

)5,74

2

4

6

У

9

По прототипу

99,25

21эо

6 О

Таблица 3

° ° ЮВ Ю °

Способ приготов" ления по примеру тивность, константа скорости, см /r с, Э при температуре, С

Соотноше" ние 60) . - Мвт ельная верхcTht м /г

240 260 280

300

13268

117

3,2

7,0

14,0

10 0.Таблица 4

Активность, константа скорости си /r i с, Э

О при температуре С

Коэффициент терми-. ческой устойчнвосTHi

Способ приготовления

240 после перегрева при

240

350

;Иввестрый 8,3

По примеру 1 4,5

I 4юч

22,9

105

1,9

4,7

2

4

6

8

По прототипу

) °

1 °

1 °

1 °

1 г

) в !

2 ! 7

2 ° 3

1,63

2,35

2

8

9,5

8

6 ° 5

6,3

6 2

131

108

124

125.

108

4,5

4,7

4,8

2 5

3,5

4,5

3,8

3, 4

99,74

99,59

99,43

94,7

94,9

99,25

99,28

97,1

95,6

l0i0

9,0

9,0

6,0

7 2

9,0

9,5

7 7

7,4

2l,О

17,0

16,0

9,0 !

0,0

15,0

16,0

14 0

13,0

27,,0

)9,0

22,0

10i0

13,0

22,0

23 0

20,0

)9i6

1616697

Таблица 5

Активность, степень превращения, Х, при температуре, ОС

Способ приготовления

250 350 после перегрева при

250 С

92,0

95,8 . 64,2

65,6

63,3

84,6 39,4

83,2 35,0

Составитель Т.Белослндова

Редактор М.Бандура Техред М.Дидык Корректор Т.Палий

Заказ 4083 Тираж 413 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

По примеру

1 69,8

По прототипу 60юl

Известный 55 ° 3

Коэффициент термы" ческой устойчивости, Х