Катализатор для паровой конверсии углеводородных газов

Катализатор для паровой конверсии углеводородных газов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 573}85 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 09.01.75 (21) 2106977/04 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опублнковяно 25.09.77. Бюллетень №35 (бе) М. КЛ.

В01 3 25/00

Государственный нвмвтвт

COOOTO MNNNCTPO4 СССР оо делам наабретеннй н еткритнй (53) УДК

66.097 3 (088 8) (45) Дата опубликования опнсавия 29.10.77

А. С. Султанов, М. Абидов и А. Кобилов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Среднеазиатский иаучмо-исследовательский инсттгтут нефтеперерабатывающей промышленносэн (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПАРОВОЙ КОНВЕРСИИ

УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ

Изобретение относится к производству катализаторов для паровой конверсии углеводородных газов.

Известен катализатор для этого процесса на основе сплава алюминия с никелем и с добавкой ниобия (1).

Ближайшим к предлагаемому является катализатор на основе выщелоченного алюмоникелевого сплава с добавкой 0,4 — 5 sec.% железа (2) .

Однако этот катализатор обладает недостаточно 1О высокой активностью, а именно при 750 С объемной скорости 1000 час степень конверсии составляет 64,2 об.%.

Целью изобретения является повышение активности катализатора. 15

Указанная цель достигается тем, что катализатор дополнительно содержит пятиокись тантала при следующем содержании компонентов в сплаве, вес.%:

Никель 47,0 — 49,5 20

Пятиокись тантала 0,5- 3,0

Алюминий Остальное

Приготовление катализатора

Пример 1. В графитовый тигель загружают

200 г алюминия и помещают его в иагретую до 25

1000 — 1100 С шахтную электропечь. К расплавленному алюминию добавляют 196 г никелевых стружек, а затем при перемешивании вводят 5,6 г пятиокиси тантала и выливают в стальной противень, который тут же погружается в холодную воду. Выход сплава 380 r (95%) . Сплав помещают в фарфоровый стакан и заливают ЛЮмл дистиллированной воды. Затем постепенно и небольшими порциями добавляют 200 мл 40%-ного раствора щелочи (NOOH или КОН) так, чтобы температура процесса вьпцелачивания была 92 — 98 С. Процесс выщелачивания протекает в течение 3-4 час, После этого сплав промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции и во влажном состоянии ставят на электрическую плиту при 150-200 C, неплотно закрывая крышку фарфорового стакана.

При этом катализатор окисляется постепенно под водяным паром в течение 2-2,5 час и в том же сосуде охлаждается. Полученный катализатор можно хранить при доступе воздуха, он при использовании не требует предварительного восстановления.

Аналогично готовят сплавы катализаторов, содержащих различные количества пятиокиси тантала.

Насыпной вес катализатора 2г/см при размере гранул 3 — 7 мм.

573185

Таблица1

99,2

95,1

98,8

97,6

0,2

1,2

0,3

0,6

5,5

5,5

7,0

9,4

12,3

18,3

14,7

13,8

Степень

СоотношеТемпература, С конверсии, об.% скорость, час ние пара и газа

54,9

14,7

8,7

750

10,5

66,1

2:1

7,0

12,1

64,2

11,0

750

3:1

69,9

80,4

5,2

4,8

17,4

72,6

2:1

92,5

1,8

18,2

850

5,1

74,9

2:) 95,0

880

17,2

6,1

75,6

2:1

Испытание катализатора

Пример 2. В стальной трубчатый реактор загружают 20 мл сплавного алюмоникелевого катализатора, содержащего 1,0 вес.% промотирующей добавки — пятиокиси тантала — и пропускают природный газ с объемной скоростью 1000 час при соотношении пара и газа 4:1 и 600 C. При этом сухой конвертированный газ содержит, o5.%:

Н 78,28; СО 3,69; СНф 1,24; СОз 16,80..

Пример 3. Вотличие от примера 2в реактор загружают катализатор, содержащий 3,0 вес.% пятиокиси тантала, и определяют его активность при

700 С, объемной скорости 1000 час, соотношении пара и газа, равном 3:1. При этом полученный концентрированный газ имеет следующий состав об.%: Нз 78,15; СО 8,15; СН 0,27; СОз 13ф3, Пример 4. В отличие of примеров 2 и 3 в реактор загружают катализатор, содержащий

2,0 вес,% пятиокиси тантала, и определяют его

660 1100 4,5: 1 82,0

650 1000 3,2: 1 75,0

650 1200 3,1: 1 78,0

650 2000 2Я: 1 76,2 Так при работе катализатора при 870 С его активность начинает снижаться через 5 мин, при

850 С вЂ” через 45 мин, при 800 С вЂ” через 2 час, лри

700 С вЂ” через 6час, а при 600 — 660 С вЂ” через

60 — 80 час. В дальнейшем активность катализатора стабилизируется, но чтобы поддерживать остаточное содержание метана.в сухом конвертированном газе активность после 28 час работы прн 900-920"С.

После полной рекристаллизации активного компонента (спекания) уже при 725 С, объемной скорости 1000 час, соотношении пара и газа, равном

2,0:1, образующийся сухой конвертированный газ имеет следующий состав, об.%: Н 176,71;

СО 10,49; СН4 1,49; СО 11,31.

Пример 5. В отличие от примеров 2, 3 и 4 определяют активность катализатора, содержащего

2;Овес,% пятиокиси тантала при 750 С, объемной скорости природного газа 1500 час, соотношении пара и газа, равном 1,8;1. При этом полученный сухой конвертированный гаэ имеет следующий состав,об.%: Н 75,95; СО 14,88; СН4 1,34; С02 7,83.

15 Активность известного алюмоникельжелезного катализатора со временем. постепенно снижается при проведении процесса.

В табл. 1 приведены результаты испытаний известного катализатора (по степени конверсии) при 650 — 660 С.

35 -1 — 2 об.% при объемной скорости газа 1000 час температуру процесса надо повысить до 880 С и выше.

В табл. 2 приведены результаты испытан

40 активности известного алюмоникельжелезно катализатора при 750 — 880 С.

Таблица2

Состав сухого конвертированного газа, об.%

СО о СО СН.

573185

6 окиси тантала испытыва1от также при 600 — 700 С

Результаты приведены в табл. 3, 5

Первоначальную активность предлагаемого алюмоникелевого катализатора с добавками пятиТаблица 3

95,0

99,3

97,7

98,9

1,23

0,17

0,56

0,27

16,80

13,51

12,04

13,43

3,69

8,10

10,40

8,15

78,28

78,22

77,00

78,15

4:1

3:1

3:1

3:1

1000

700

15 при 870 С) проведения процесса паровой конверо сни углеводородных газов прн . 00 — 920 С, а затем стабилизируется и без дальнейшего изменения активности работает при температуре 725 — 750 С и объемной скорости 1000 — 1500 час . 0

Результаты испытаний активности предлагаемого катализатора при 700 — 800 С приведены в табл. 4, Как видно из табл. 3, количество остаточного метана в сухом конвертированном газе составляет

0,17 — 1,24об.%. При сравнении данных видно, что начальная активность известного и предлагаемого катализаторов почти одинакова.

В отличие от известного катализатора первоначальная активность предлагаемого катализатора начинает снижаться через 22 — 24 час(вместо 5 мин

Таблица4

Из приведенных данных видно, что предлагаемый катализатор в стабильном состоянии является более активным, чем известный. кительно содержит пятиокись тантала при следующем содержании компонентов в сплаве, вес.%:

Никель 47,0-49,5

Пятиокнсь тантала 0,5- 3,0, Алюминий Остальное

Формула изобретения.. Источники информацни, принятые во внимание при экспертизе:

Катализатор для паровой конверсии утлеводо- 1. Авторское свидетельство СССР У 349259, родных газов на основе выщелоченного алюмони- б кл. С 01 в 1/18,1970. келевого сплава, отличающийся тем, что, с 2. Авторское свидетельство CCCP N 311864, трелью повышения активности, катализатор допол- кл. С 01 в 2/16, 1969.

Составитель Л. Белоус

Техред Н. Андрейчук Корректор С. ШекмаР

Редактор О. Кузнецова

Тираж 947 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3462/3

Филиал ППП "Патент", г Ужгород, ул. Проектная, 4

800

1е00

1480

3:1

2,8: 1

2:1

3:1

2:1

2,2: 1

1,9: 1

2:1

1,9: 1

75,30

76,67

75,57

76,58

76,13

76,17

75,74

75,86

75,64

9,99

12,21.

15,61

11,68

15,03

14,10

15,65

15,71

18,50

11,34

9,13

7,19

10,39

7,76

8,47

7,20

7,31

5,04

3,37

1,99

163

1,35

1,08

1,26

1,41

0,92

0,82

86,34, 91,45

93,30

94,22

95,47

94,72

94,06

96,17

96,63