CZ2016387A3 - Způsob přípravy katalyzátoru na bázi molybden - nikl pro katalytickou hydrogenaci oxidu uhličitého vodíkem na methan - Google Patents
Způsob přípravy katalyzátoru na bázi molybden - nikl pro katalytickou hydrogenaci oxidu uhličitého vodíkem na methan Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2016387A3 CZ2016387A3 CZ2016-387A CZ2016387A CZ2016387A3 CZ 2016387 A3 CZ2016387 A3 CZ 2016387A3 CZ 2016387 A CZ2016387 A CZ 2016387A CZ 2016387 A3 CZ2016387 A3 CZ 2016387A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- molybdenum
- catalyst
- carbon dioxide
- nickel
- hydrogen
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 28
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 32
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title claims description 16
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims description 16
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims description 11
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- DDTIGTPWGISMKL-UHFFFAOYSA-N molybdenum nickel Chemical compound [Ni].[Mo] DDTIGTPWGISMKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 7
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 17
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 9
- 238000009903 catalytic hydrogenation reaction Methods 0.000 title description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- AOPCKOPZYFFEDA-UHFFFAOYSA-N nickel(2+);dinitrate;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O AOPCKOPZYFFEDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000002211 methanization Effects 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 abstract description 2
- FWDCZWAICKKXNW-UHFFFAOYSA-N N.N.N.N.N.N.O.O.O.O Chemical compound N.N.N.N.N.N.O.O.O.O FWDCZWAICKKXNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 150000004685 tetrahydrates Chemical class 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 2
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000004686 pentahydrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Řešení se týká katalyzátoru tvořeného vypáleným
boehmitem na 500 °C v muflové peci obsahující 7 %
hmotnosti molybdenu a 4 % hmotnosti niklu, jehož
příprava spočívá v tom, že katalyzátor se impregnuje 20
% hmotn. roztoky tetrahydrátu heptamolybdenanu
hexaamonného a hexahydrátu dusičnanu nikelnatého,
který se nanáší na nosič s dobou zdržení maximálně deset
minut, a následném vypalování při teplotě 500 °C
s teplotním gradientem 10 °C/minutu.
Description
Předkládaný vynález se týká způsobu přípravy katalyzátoru na bázi nikl - molybden pro katalytickou hydrogenaci oxidu uhličitého vodíkem na methan a vodu.
Dosavadní stav techniky:
Katalytická hydrogenace oxidu uhličitého vodíkem na methan a vodu bývá také označován jako methanizace nebo Sabatierova reakce. Tato reakce je vyjádřena rovnicí:
C02 + 4H2 θ CH4 + 2H2O
Reakční teplota se pohybuje od 190 °C až do 800 °C v závislosti na použitém katalyzátoru. Pro reakci se používají katalyzátory, jejichž aktivita klesá: Ru>Ni>Co>Os>Pt>Fe>Mo>Pd>Ag. Z těchto kovů jsou nejvíce využívány ruthenium, nikl, kobalt, železo a molybden. Mechanismus katalytické hydrogenace oxidu uhličitého vodíkem je poměrně složitý. Reakce probíhá na povrchu katalyzátoru, takže její mechanismus je výrazně ovlivněn konkrétním katalyzátorem. Existují rozdílné názory na to, jaké meziprodukty se během tvorby methanu objevují. Zjednodušením lze možné mechanismy rozdělit na dva základní typy. První představa předpokládá přeměnu oxidu uhličitého na oxid uhelnatý a následnou methanizaci oxidu uhelnatého. Druhou možností je přímá hydrogenace oxidu uhličitého bez vzniku oxidu uhelnatého jako meziproduktu.
Jednou z možností využití katalytické hydrogenace oxidu uhličitého na methan je v procesu známého jako „Power - to - Gas. V tomto konceptu výroby syntetického zemního plynu se využívá přebytků elektrické energie vyrobené z obnovitelných zdrojů energie. Pomocí této elektrické energie lze vyrobit vodík pomocí elektrolýzy. Oxid uhličitý by se následně separoval ze spalin z fosilních elektráren. Pomocí oxidu uhličitého a vodíku lze pomocí katalytické hydrogenace oxidu uhličitého vyrobit methan a vodu. Ve zmiňovaném případě ovšem spaliny obsahují nemalé množství sirných látek, které působí jako katalytický jed. Jedním z katalyzátorů, který má resistenci oproti síře je molybden. Použití směsného katalyzátoru na bázi molybden-nikl umožní použití pro katalytické reakce v širokém rozmezí teplot s vysokou konverzí.
Podstata vynálezu
Podstatou předkládaného vynálezu je způsob mžikového nanesení katalyzátoru na bázi molybden - nikl použitelného pro katalytickou hydrogenaci oxidu uhličitého vodíkem na methan a vodu, kroky zahrnující impregnaci porézního povrchu nosiče roztoky tetrahydrátu heptamolybdenanu hexaamonného (ΝΗ4)β(Μθ7θ24).4Η2θ a hexahydrátu dusičnanu nikelnatého Νί(Νθ3)2·6Η2θ na porézní povrch vypáleného boehmitu. Použití takového katalyzátoru umožní použití spalin (jako zdroje oxidu uhličitého pro methanizaci) s minimálním obsahem oxidu siřičitého, který působí na niklový katalyzátor jako katalytický jed. Takto připravený katalyzátor je aktivní vširokém rozmezí teplot, protože nikl patří mezi nízkoteplotní katalyzátory a molybden mezi vysokoteplotní katalyzátory.
Při vložení nosiče do roztoků (20 % hm.) musí být dodržena doba zdržení maximálně deset minut, impregnace nosiče tedy musí probíhat relativně rychle. Je to z důvodu stability tetrahydrátu heptamolybdenanu hexaamonného. Z 20% hm. roztoku této látky se stáním na vzduchu nebo zahřátím začne uvolňovat amoniak a vylučovat sloučenina ve formě pevné látky - pentahydrátu dihydrogenhexamolybdenan tetraamonného (ΝΗ4)4Η2(Μθ6θ2ΐ).5Η2θ. Tato látka je také známá jako polymolybdenan amonný a zamezuje nanesení katalyzátoru na bázi molybden na povrch nosiče.
Příklad provedení vynálezu
Tento příklad popisuje mžikovou přípravu katalyzátoru podle předkládaného vynálezu obsahujícího molybden a nikl.
Jako nosič katalyzátoru byl použit boehmit vypálený v muflové peci při 500 °C (minimálně po dobu 6 hodin). Při této teplotě přechází boehmit AIO(OH) na γ-aluminu AI2O3. V tomto případě byl použit boehmit mající a tvar kroužků o rozměrem 8x5 mm s celkovou plochou vnitřního povrchu 250 až 256 m2/g a objemem pórů 0,45 ml/g, přičemž 78 % pórů mělo velikost pod 6 nm.
Pro impregnaci byly připraveny 20% hm. vodné roztoky tetrahydrátu heptamolybdenanu hexaamonného (ΝΗ4)6(Μθ7θ24)·4Η2θ a hexahydrátu dusičnanu nikelnatého Ni(NO3)2.6H2O. Roztoky byly smíchány a 400 ml tohoto roztoku bylo použito pro následnou impregnaci. Do roztoku byl přidán předem vypálený nosič při teplotě 500 °C (γ-alumina). Doba zdržení nosiče v roztoku byla maximálně deset minut. Následně byl nosič s katalyzátorem oddělen od roztoku pomocí Bůchnerovy nálevky při atmosférickém tlaku. Nanesený katalyzátor s nosičem byl poté umístěn do sušárny vyhřáté na 110 °C, kde byl ponechán 16 hodin. Po uplynutí této doby byl vysušený katalyzátor s nosičem umístěn do muflové pece, kde probíhalo jeho zahřívání na konečnou teplotu 500 °C s teplotním gradientem 10 °C/minutu. Po vyhřátí muflové pece na 500 °C byla tato teplota udržována 6 hodin. V průběhu vypalování katalyzátoru docházelo k oxidaci tetrahydrátu heptamolybdenanu hexaamonného a hexahydrátu dusičnanu nikelnatého na příslušné oxidy kovů. Takto lze impregnací dosáhnout obsahu 7 % hm. molybdenu a 4 % hm. niklu • ·
v katalyzátoru. Před použitím katalyzátoru je nutné oxidy zmíněných prvků zredukovat vodíkem. Tato redukce se provádí při teplotách přibližně 450 °C po dobu 5 hodin.
Průmyslová využitelnost
Způsob podle vynálezu lze použít pro mžikovou přípravu katalyzátoru na bázi molybden -nikl pro katalytickou methanizaci oxidu uhličitého vodíkem. Tento katalyzátor zajišťuje vyšší odolnost vůči sirným sloučeninám, v případě využití oxidu uhličitého ze spalin pro katalytickou hydrogenaci oxidu uhličitého vodíkem se jedná o oxid siřičitý. V procesu methanizace lze využít široké rozmezí teplot z důvodu použití katalytických prvků na bázi směsi molybden-nikl, přičemž konverze reagujících látek na methan je v celém rozmezí teplot vysoká.
Claims (2)
1. Způsob mžikové přípravy katalyzátoru na bázi molybden - nikl pro methanizaci oxidu uhličitého vodíkem, vyznačující se tím, že vypálený boehmit na 500°C se impregnuje 20 % hm. roztoky tetrahydrátu heptamolybdenanu hexaamonného a hexahydrátu dusičnanu nikelnatého při době zdržení nosiče v roztoku maximálně deset minut při laboratorní teplotě, po odstranění roztoku se následně suší při teplotě 110 °C po dobu 16 h a následně se v muflové peci zahřívá na teplotu 500 °C s teplotním gradientem 10 °C/minutu,
2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že po zahřátí v muflové na peci na teplotu 500 °C jsou molybden a nikl přítomny ve formě oxidů.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2016-387A CZ307583B6 (cs) | 2016-06-28 | 2016-06-28 | Způsob přípravy katalyzátoru na bázi molybden - nikl pro katalytickou hydrogenaci oxidu uhličitého vodíkem na methan |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2016-387A CZ307583B6 (cs) | 2016-06-28 | 2016-06-28 | Způsob přípravy katalyzátoru na bázi molybden - nikl pro katalytickou hydrogenaci oxidu uhličitého vodíkem na methan |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2016387A3 true CZ2016387A3 (cs) | 2018-01-10 |
| CZ307583B6 CZ307583B6 (cs) | 2018-12-27 |
Family
ID=60937205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2016-387A CZ307583B6 (cs) | 2016-06-28 | 2016-06-28 | Způsob přípravy katalyzátoru na bázi molybden - nikl pro katalytickou hydrogenaci oxidu uhličitého vodíkem na methan |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ307583B6 (cs) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4045461A (en) * | 1975-02-03 | 1977-08-30 | Shell Oil Company | High temperature methanation with molten salt-based catalyst systems |
| US3962140A (en) * | 1975-03-10 | 1976-06-08 | The Harshaw Chemical Company | Nickel-copper-molybdenum methanation catalyst |
| US4491564A (en) * | 1982-03-01 | 1985-01-01 | Olin Corporation | Reactor containing a methanation catalyst |
| CN103464192B (zh) * | 2013-09-26 | 2015-11-18 | 中国石油大学(北京) | 一种介孔镍钼氧化物催化剂及其制备方法和应用 |
-
2016
- 2016-06-28 CZ CZ2016-387A patent/CZ307583B6/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ307583B6 (cs) | 2018-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | High-loading nickel phosphide catalysts supported on SiO2–TiO2 for hydrodeoxygenation of guaiacol | |
| CN104707636A (zh) | Pt/α-MoC1-x负载型催化剂及其合成与应用 | |
| CN105457653B (zh) | 一种用于低浓度甲烷催化燃烧的表面强化型钯基催化剂及其制备方法 | |
| Furusawa et al. | Preparation of Ru/ZrO2 catalysts by NaBH4 reduction and their catalytic activity for NH3 decomposition to produce H2 | |
| CN110041168B (zh) | 一种糠醛加氢制备环戊酮和环戊醇的方法 | |
| JP2016159209A (ja) | アンモニア分解触媒及び該触媒の製造方法並びに該触媒を用いたアンモニアの分解方法 | |
| CN104826632B (zh) | 一种生物质燃气甲烷化催化剂及其制备方法 | |
| CN102039131B (zh) | 一种用于可见光催化还原水制氢的催化剂及其制备方法 | |
| CN102745648A (zh) | 一种甲烷二氧化碳重整生产合成气的催化剂的制备方法 | |
| JP2016524534A (ja) | 二酸化炭素の光触媒還元のための共触媒組成物を有するｎａｔａｏ３：ｌａ２ｏ３触媒 | |
| JP2021006637A (ja) | 還元コバルト触媒を用いるフィッシャー−トロプシュ法 | |
| KR20170011272A (ko) | 비 귀금속을 담지한 지르코늄 포스페이트 고리모양 탄화수소 생성용 촉매 및 이를 이용하는 고리모양 탄화수소의 제조방법 | |
| CN109384750B (zh) | 一种催化加氢5-羟甲基糠醛制备2,5-二甲基呋喃的方法 | |
| Li et al. | XPS study of a bulk WP hydrodesulfurization catalyst | |
| CN104226299A (zh) | 二硫化碳和氢气合成甲硫醇的催化剂及其制备方法 | |
| Fang et al. | Introducing trace Co to molybdenum carbide catalyst for efficient ammonia synthesis | |
| KR20190135799A (ko) | 산화마그네슘-알루미나 복합 지지체를 이용한 알코올의 이산화탄소 개질 반응용 촉매 및 이를 이용한 합성가스의 제조방법 | |
| CZ2016387A3 (cs) | Způsob přípravy katalyzátoru na bázi molybden - nikl pro katalytickou hydrogenaci oxidu uhličitého vodíkem na methan | |
| KR101336982B1 (ko) | 텅스텐 산화물 알루미나 촉매를 사용하여 구아이아콜의 수첨탈산소 반응을 통해 카테콜 및 페놀 등 방향족 화합물을 생성하는 방법 | |
| WO2014182020A1 (ko) | 이산화탄소 개질반응용 모노리스 촉매, 이의 제조방법 및 이를 이용한 합성가스의 제조방법 | |
| CN106622280A (zh) | 一种耐硫甲烷化催化剂及其制备方法 | |
| CN109718777B (zh) | 一种醇重整制氢催化剂及其制备方法和应用及醇重整制氢方法 | |
| KR20210024791A (ko) | 구아이아콜의 수소첨가탈산화 반응용 촉매 및 이를 이용한 구아이아콜로부터 탄화수소 화합물의 선택적 제조방법 | |
| DK181815B1 (en) | Method for preparing a steam reforming catalyst, catalyst and related use | |
| CN104399488A (zh) | 合成乙醇的贵金属改性催化剂及其制备方法 |