Патент ссср 253678

Патент ссср 253678

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

253678

Союз Саеетокиз

Социалистические

Республик

Зависимый от патента №

Кл. 12о, 11/08

Заявлено 03.1.1968 (№ 1207391/23-4) Приоритет 20.Х.1967 по ¹ 1192401/23-4

МПК B Olj

УДК 66.094.373 (088,8) Комитет оо делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

Опубликовано 30.1Х.1969. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 27.II.1970

f.;;

Иностранец :, . -. у. т"ззИе.з засы"

Дженис Джон Кегги с ., i (Соединенные Штаты Америки) Иностранная фирма

«Американ Цианамид Компани» / (Соединенные Штаты Америки) Авторы изобретения

Заявитель

СПОСОБ КОНВЕРСИИ ВОДЯНОГО ГАЗА

Известен способ конверсии водяного газа в присугствии катализатора, представляющего собой сочетание окиси меди и двуокиси марганца.

Этот способ позволяет проводить конверсию водяного газа при комнатной температуре, но применяемый катализатор отравляется водяным паром, который неизбежно содержится в воздухе, и быстро теряет активность.

С целью интенсификации процесса, предлагается способ конверсии водяного газа в присутствии катализатора, представляющего собой хлористую медь и соль палладия, нанесенные на инертный носитель.

Предлагаемый способ позволяет вести процесс при температуре ниже 150 С, т. е. более низкой, чем температуры, применяемые в настоящее время в промышленности.

Используемый кагализатор является высокоактивным и не отравляется парами воды.

Пример 1. Для определения эффективности катализатора в зависимости от температуры применяют аппарат, состоящий из устройства для регулируемого перемешивания воздуха и окиси углерода, обогреваемого реактора с обводом, указателем температуры и прибором для обнаружения и регистрации количества поступающей окиси углерода. Обвод дает возможность направлять смешанный поток в прибор для обнаружения окиси углерода, минуя катализатор.

Регулятор температуры можно программировать для быстрого нагревания или охлаж5 дения реактора. При определении эффективности катализатора в зависимости от температуры 30 слй катализатора помещают в реактор, работающий через обвод. Воздух из линии сжатого воздуха с относительной влаж10 H0cTb10 около 50 ар направляют со скоростью

4,7 л/мин в прибор для обнаружения окиси углерода, причем основная линия присоединена к регистрирующему прибору. Затем к струе воздуха добавляют окись углерода с та15 кои скоростью, чтобы показание шкалы регистрирующего прибора было в пределах от

60 до 80. Это соответствует концентрации С0 около 200 ч./лтлк.

20 После достижения стабильности показания прибора газовую струю направляют через реактор, закрыв обвод. Температуру быстро повышаюг до 185 С и выдерживают до достиже ния стабильного поступления СО. Затем тем25 пературу снижают со скоростью 0,5 С в/лаан и строят кривую зависимости между температурой и показаниями прибора, регистрирующего концентрацию СО. По этой кривой вычисляют зависимость эффективности. выраЗО женной в процентах, от температурь, 253678

Таблица 1

Содержание в катализаОп

Количество удаленного

СО, о; при температуре (С) Носитель

СцО Pd

50 100

150

0 — 5 0 — 5

1 6

Окись алюминия

То же

78

76

43

76

62

87

58

26

78

79

93

100

43

79

76

92

88

0

0,1

1

3

74

48

78

66

67

0,3

0,3

0,1

0,3

0,1

0,3

0,1

0,3

Таблица 2

Температура, еС

Cu0/Pd на окиси алюминия

Гопкалит

67,8

10,8

82,5

93,6

96,0

98,3

96,0

95,0

В табл. 1 показана степень эффективности удаления окиси углерода при проведении опытов, продолжающихся в течение 16 час.

Из табл. 1 видно, что окись меди на окиси алюминия не обладает каталитической активностью при удалении окиси углерода из воздуха. Катализатор, состоящий из палладия на окиси алюминия, обладает только небольшой активностью в низкотемпературных условиях, но становится более активным при повышении температуры. Кроме того, следует отметить, что хорошей активностью обладает катализатор, содержащий по крайней мере

1% меди и небольшое количество палладия.

Большой активностью обладают катализаторы, содержащие не менее 3% (пред|почтительно около 6%) окиси меди и не менее 0,1% палладия.

Пр им ер 2. Для сравнения с гопкалитом приготовляют образец топкалита способом, опубликованным в Сводном техническом отчете Отдела 10 Национального комитета обороны (Вашингтон, 1946). Этот образец, повидимому, несколько устойчивее к отравлению парами воды, чем большинство гопкалитов.

Образец гранулированного гопкалита с частицами размером 3 — 6 мм сравнивают с катализатором, содержащим 3% окиси меди и 0,3% палладия на окиси алюминия при испытании, идентичным описанному в .примере 2, но концентрация СО равна примерно

400 ч млн.

Полученные, результаты сприведены в табл. 2.

Количество удаленного СО, %

4

Пример 3. Применяют экструдированную осажденную окись алюминия в форме гранул размером 3,2 мм, прокаленных в течение

2 час при 593 С с объемом пор 0,64 смз/г.

Осажденную окись алюминия готовят при одновременном добавлении с перемешиванием растворов алюмината натрия и сульфата натрия к воде, рН реакционной смеси во время осаждения гидроокиси алюминия поддерживают примерно на уровне 7,5. Затем значение рН повышают примерно до 10,5 и реакционную смесь выдерживают в течение 30 мин.

Осадок отфильтровывают и промывают до содержания NaO менее 0,02% и иона сульфата менее 0,2%. Гранулы получают с помощью экструдера фирмы «Велдинг Инджинир» с двумя шнеками, в котором, полученный продукт смешивают с таким же ранее полученным продуктом и высушивают распыливанием.

В качестве активных ком понентов катализатора применяют соли:

Cu Cl, . 2Н,О; Cu(NO,), ЗН,О; Cu SO, 5H,О;

Сц (С9НзО ) g ° 2НзО.

Основной раствор палладия, содержащий

9,98 мг/мл палладия, получают при растворении 1,5347 г хлористого палладия (60%) в

20 мл концентрированной соляной кислоты на паровой бане с последующим разбавлением полученного раствора дистиллированной водой до общего объема, равного 92,2 мл. В качестве агента, обеспечивающего пропитку, применяют соли: AICI> 6НзО и Al (NO3) з

° 9НзО.

При всех опытах по пропитке применяют указанную последовательность операций. Водный раствор для пропитки получают при смешении СпС4. 2НзО, основного раствора палладия и агента, облегчающего пропитку— (A1Cl;, 6НзО), в требуемых .количествах, и смесь разбавляют дистиллированной водой до получения общего объема, соответствующего объему пор носителя — окиси алюминия.

Применяют следующий состав раствора для пропитки: 13,69 г СцС1г 2НзО, 30 мл основного раствора палладия, 4,4 г А1С1з-6HзО.

Разбавляют до общего объема, равного

64,0 мл. Содержание СиО в готовом катализаторе 6%, à Pd 0,2% на 100 г носителя—

А1зОз.

Раствор для пропитки медленно добавляют к носителю при обработке во вращающемся барабане. После добавления всего раствора, необходимого для заполнения пор, влажный катализатор обрабатывают в барабане еще в течение 30 мин.

Пропитанный носитель высушивают до постоянного веса в вакуумшкафу при 110 С.

Сухой катализатор прокаливают в течение

2 час при 600 С в муфельной печи.

Пример 4. Приготовляют три специальных катализатора при использовании других солей меди вместо хлористой, в частности нитрата, сульфата и ацетата, 253878

Таблица 3

Содержание СцО, %

Вес медной соли. г

Катализаторы М

Тип сол и меди

13,69

29,2

52,0

20,0

19,3

16 0еа

Хлор нд

16

12

19,5

6

It

Сульфат

Нитрат

Ацетат

Количество удаленного СО, @ при использовании для пропитки 6 %

СцО+0,2 g Рй (А1.,Ов) 25

Время час

Cu(NOs)s+

+ Al (NOs)s

Сц (С,Н,О,), CuSO

Таблица 4

53

46

46

46

61

33

31

0

2

4

6

8

12 — 24

59

57

59

57

56

56

56

54 — 48

Количество удаляемой окиси углерода, на катализаторе, содержащем

СцО (%) Время час

19,5 35

12,0

92

91

88

94

92

87

86

81

82

76

74

69

89

83

78

74

71

66

0

4

8

40

Предмет изобретения

Составитель Т. А. Комова

Редактор А. Петрова Техред А. А. Камышникова Корр.ктор Л. В, Анисимова

Заказ 332/16 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва )K-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2

Испытанные составы указаны в табл, 3.

Для приготовления катализаторов используют: Рй 0,2%, объем раствора для,пропитки 64,0 мл, объем раствора Pb 30 мл, вес агента, облегчающего пропитку, 4,4 г (в катализаторе и применяют А1С1з ° 6Н О), вес носителя 100 г. ее 12 мл NH40Í для облегчения растворения

Сц(СвНвОв) в. 2НвО.

Пример 5. Катализаторы, приведенные в примерах 3 и 4, испытывают на способность удалять окись углерода с применением àïïàрата, описанного в примере 1.

Для определения влияния содержания окиси меди на удаление окиси углерода применяют катализаторы 1,2,3 (см. табл. 3).

Условия опытов: температура 25 С, отно5 сительная влажность 52 /о, концентрация СО

75 ч./млн., общая скорость 5 л|мин, объемная скорость 10000 час

Результаты приведены в табл. 4.

П р им ер 6. С помощью аппарата, описан10 ного в примере 1, определяют влияние содержания хлорида на эффективность катализаторов, описанных в примере 4, при удалении окиси углерода.

Применяют катализаторы 4, 5, 6 (см.

15 табл. 3), содержащие соответственно:

Cu(NOs) s+A1(NOs)s, CuSO<, Cu(CsHsO ) 2.

Условия испытания: температура 25 С, относительная влажность 52%, концентрация

СО 75 ч./млн, общая скорость 5,0 л/мин, 20 объемная скорость 10000 час 1.

Результаты приведены в табл. 5.

Таблица 5

Способ конверсии водяного газа в присутствии катализатора, отличающийся тем, что, 45 с целью интенсификации процесса, в качестве катализатора применяют хлористую медь и соль палладия, нанесенные на инертный носитель.