DE2604054A1 - Removal of hydrogen in carbon dioxide gases for urea synthesis - by leading the impure gas with oxygen over precious metal catalyst - Google Patents
Removal of hydrogen in carbon dioxide gases for urea synthesis - by leading the impure gas with oxygen over precious metal catalystInfo
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Abstract
Description
SUMITOMO CHEMICAL COMPANY, LTD.,
Osaka, JapanSUMITOMO CHEMICAL COMPANY, LTD.,
Osaka, Japan
11 Verfahren zur Herstellung von kohlendioxidhaltigen Gasen zur Harnstoffsynthese " 11 Process for the production of gases containing carbon dioxide for urea synthesis "
Priorität: 4. Februar 1975, Japan, Nr. 15 086/75Priority: February 4, 1975, Japan, No. 15 086/75
Als kohlendioxidhaltiges Gas wird nachstehend ein Gas bezeichnet, das neben Kohlendioxid geringe Mengen Wasserstoff, Methan, Kohlenmonoxid, Stickstoff und/oder Wasserdampf enthält.A gas containing carbon dioxide is hereinafter referred to as a gas which, in addition to carbon dioxide, contains small amounts of hydrogen, methane, Contains carbon monoxide, nitrogen and / or water vapor.
In der technischen Herstellung von Harnstoff werden im allgemeinen verflüssigtes Ammoniak und gasförmiges Kohlendioxid als Ausgangsstoffe verwendet. Bei üblichen Harnstoffsynthesebedingungen (150 - 2100C; 150 - 250 kg/cm2 Druck)wird Ammoniak · mit Kohlendioxid bei erhöhten Temperaturen und Drücken umgesetzt. Dabei wird der größte Teil von Ammoniak und Kohlendioxid in Harnstoff und Wasser umgewandelt. Ein Teil von ihnen bleibt jedoch nichtumgesetzt. Der erhaltene Harnstoff wird als wäßrige Lösung abgetrennt, die nach der Behandlung in Flash- und Rektifizierzonen im wesentlichen kein freies Ammoniak undIn the industrial production of urea, liquefied ammonia and gaseous carbon dioxide are generally used as starting materials. Under normal urea synthesis conditions (150-210 ° C.; 150-250 kg / cm 2 pressure) ammonia is reacted with carbon dioxide at elevated temperatures and pressures. Most of the ammonia and carbon dioxide are converted into urea and water. However, some of them remain unimplemented. The urea obtained is separated off as an aqueous solution which, after treatment in flash and rectification zones, has essentially no free ammonia and
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Kohlendioxid enthält. Durch Konzentrieren, Kristallisieren, Trocknen und gegebenenfalls Granulieren wird der Harnstoff zum Endprodukt verarbeitet.Contains carbon dioxide. By concentrating, crystallizing, drying and optionally granulating the urea processed into the end product.
Andererseits werden das nichtumgesetzte Ammoniak und Kohlendioxid, die aus der wäßrigen Harnstofflösung abgetrennt worden sind, durch Absorptions- oder Rektifizierzonen geleitet, auf die vorstehend beschriebenen Bedingungen der Harnstoffsynthese eingestellt und anschließend in die Harnstoffsynthesezone zusammen mit frischem flüssigem Ammoniak und gasförmigem Kohlendioxid erneut eingespeist.On the other hand, the unreacted ammonia and carbon dioxide, which have been separated from the aqueous urea solution are passed through absorption or rectification zones to the conditions of urea synthesis described above set and then in the urea synthesis zone together with fresh liquid ammonia and gaseous carbon dioxide fed in again.
Die Wiedergewinnung und -verwendung der Ausgangsstoffe erfolgt im allgemeinen nach folgenden Verfahren:The raw materials are generally recovered and used according to the following processes:
Bei einem der Verfahren wird das gesamte Kohlendioxid in der Harnstoffsynthesezone in Harnstoff umgewandelt und, sofern Ammoniak im Überschuß in diese Zone eingespeist wird, wird der gesamte Überschuß, der über der theoretisch zur Harnstoffbildung benötigten Menge liegt, als flüssiges Ammoniak wiedergewonnen und anschließend in die Harnstoffsynthesezone erneut eingespeist. Bei einem weiteren Verfahren wird das nichtumgesetzte Ammoniak für andere Verfahren verwendet, beispielsweise zur Herstellung von Ammoniumsulfat oder Ammoniumnitrat, wobei zumindest in der Harnstoffsynthesezone keine Wiedergewinnung des gesamten oder eines Teils des nichtumgesetzten Ammoniaks erfolgt,In one of the processes, all of the carbon dioxide in the urea synthesis zone is converted into urea and, if so Ammonia is fed into this zone in excess, the entire excess, which is theoretically above that for urea formation required amount is recovered as liquid ammonia and then again in the urea synthesis zone fed in. Another process uses the unreacted ammonia for other processes, for example for the production of ammonium sulfate or ammonium nitrate, with no recovery at least in the urea synthesis zone all or part of the unreacted ammonia he follows,
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In "beiden Fällen wird bei Verwendung von Ammoniak und Kohlendioxid als Ausgangsstoffe zumindest das Ammoniak praktisch vollständig umgesetzt.In both cases, ammonia and carbon dioxide are used as starting materials, at least the ammonia is practically completely implemented.
Das als Ausgangsstoff zur Harnstoffsynthese verwendete flüssige Ammoniak wird im allgemeinen aus einem Animoniaksynthesesystera gewonnen, ebenso wie das als Nebenprodukt anfallende und abgetrennte gasförmige Kohlendioxid, das in das Harnstoffsynthesesystem eingespeist wird. Dieses gasförmige Kohlendioxid enthält im allgemeinen geringe Mengen Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Methan, Kohlenmonoxid oder Argon als Verunreinigungen. Ein Beispiel für die Zusammensetzung der Verunreinigungen eines Kohlendioxid enthaltenden Gases, das als Nebenprodukt in einem Ammoniaksynthesesystem hergestellt wird, ist in der Tabelle I angegeben.The liquid ammonia used as starting material for urea synthesis is generally made from an animoniaksynthesesystera obtained, as well as the by-product accumulating and separated gaseous carbon dioxide, which is in the urea synthesis system is fed in. This gaseous carbon dioxide generally contains small amounts of hydrogen, oxygen, nitrogen, Methane, carbon monoxide or argon as impurities. An example of the composition of the impurities of a Carbon dioxide-containing gas produced as a by-product in an ammonia synthesis system is shown in Table I. specified.
fr *3 it. fr * 3 it.
Komponente Nnr/1 000 Nnr Gehalt,Component Nnr / 1 000 Nnr content,
Kohlendioxid enthalten- Vol.-% des Gas Carbon dioxide contain-% by volume of the gas
Wasserstoff 3-12 0,3-1,2Hydrogen 3-12 0.3-1.2
Sauerstoff 1-4 0,1-0,4Oxygen 1-4 0.1-0.4
Stickstoff 3-12 0,3-1,2Nitrogen 3-12 0.3-1.2
weitere Verbindungen Spuren Spurenfurther connections traces traces
Anmerkung:Annotation:
* Normalbedingungen bei 200C und 1 Atmosphäre.* Normal conditions at 20 ° C. and 1 atmosphere.
Im Harnstoffsynthesesystem, in dem Ammoniak und Kohlendioxid nahezu vollständig in Harnstoff umgewandelt werden, wobei das kohlendioxidhaltige Gas mit den vorstehenden VerunreinigungenIn the urea synthesis system, in the ammonia and carbon dioxide almost completely converted into urea, the carbon dioxide-containing gas with the above impurities
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als Ausgangsstoff verwendet wird, erfolgt die Ausscheidung dieser Verunreinigungen als Gas mit einer ungefähren Zusammensetzung ,wie sie in Tabelle I angegeben ist. Zumindest was Ammoniak betrifft, werden diese Verunreinigungen nach dem im wesentlichen vollständigen Wiedergewinnen von Ammoniak als am Auslaßende austretendes Gas mit einem Zusammensetzungsverhältnis ausgeschieden, das in der Nähe des in Tabelle I angegebenen Mengenverhältnisses liegt, sogar wenn nichtumgesetztes Ammoniak außerhalb des Harnstoffsynthesesystems behandelt wird. Die in Tabelle I angegebene Zusammensetzung entspricht der eines explosiven Gasgemisches. Deshalb besteht die Möglichkeitj daß ein Gasgemisch ähnlicher Zusammensetzung ein explosives Gasgemisch im Harnstoffsynthesesystem oder in den vorstehend erwähnten übrigen Systemen bildet.is used as a starting material, these impurities are excreted as a gas with an approximate composition as indicated in Table I. At least as far as ammonia is concerned, these impurities are essentially after fully recovering ammonia as an outlet end gas with a composition ratio excreted, which is close to the ratio given in Table I, even if unreacted ammonia is treated outside of the urea synthesis system. The composition given in Table I corresponds to that of an explosive Gas mixture. Therefore there is a possibility that a gas mixture of similar composition an explosive gas mixture in the urea synthesis system or in those mentioned above other systems.
Die Behandlung eines derartigen explosiven Gasgemisches, das im Harnstoffsynthesesystera gebildet wird, ist beispielsweise in •der JA-OS 66/1972 beschrieben. Dabei wird die Zusammensetzung des austretenden Gases durch Verdünnen des Gases kurz vor dem Gasauslaß, das heißt in der Wiedergewinnungsstufe des nicht umgesetzten Ammoniaks aus dem Gas, außerhalb des Entzündzungsgrenzbereichs gehalten.The treatment of such an explosive gas mixture that is formed in the urea synthesis system is, for example, in • the JA-OS 66/1972 described. Thereby the composition of the exiting gas by diluting the gas shortly before the gas outlet, i.e. in the recovery stage of the unreacted Ammonia from the gas, outside the flammable limit range held.
Als weiteres Verfahren wurde ein Verfahren in Betracht gezogen, bei dem ein inertes Gas, wie Stickstoff, den Ausgangsstoffen oder direkt dem Harnstoffsynthesesystem zugesetzt wird. Dabei wird die Zusammensetzung des umlaufenden Gases im System außerhalb des Entzündungsgrenzbereichs gehalten. Um die Zusam-As another method, a method in which an inert gas such as nitrogen is used as the starting materials has been considered or is added directly to the urea synthesis system. Included the composition of the circulating gas in the system is kept outside the ignition limit range. In order to
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mensetzung des Gases außerhalb der Entzündungsgrenzen zu legen, muß in diesem Fall der Gehalt des gasförmigen Sauerstoffs auf weniger als 5 Volumprozent oder der Gehalt des gasförmigen Wasserstoffs auf weniger als 4 Volumprozent verringert werden. Deshalb wird eine große Menge eines inerten Gases benötigt. Die Einspeisung einer derart großen Menge eines inerten Gases in das Harnstoffsynthesesystem verringert die Ausbeute des Harnstoffs und verursacht verschiedene Nachteile, beispielsweise ein Ansteigen der Menge der umlaufenden nichtumgesetzten Gase, Vorrichtungs- und Stromkosten und zusätzlich ein Anwachsen der Vorrichtungs- und Handhabungskosten zum Entfernen des Ammoniaks vor dem Ausscheiden des austretenden Gases.to put the composition of the gas outside the ignition limits, In this case, the content of gaseous oxygen must be less than 5 percent by volume or the content of gaseous Hydrogen can be reduced to less than 4 percent by volume. Therefore, a large amount of an inert gas is required. the Feeding such a large amount of an inert gas into the urea synthesis system lowers the yield of the urea and causes various disadvantages such as an increase in the amount of circulating unreacted gases, Apparatus and electricity costs and, in addition, an increase in apparatus and handling costs to remove the ammonia before the escaping gas is eliminated.
Als weiteres Verfahren kommt ein Verfahren in Betracht, bei dem der im kohlendioxidhaltigen Gas enthaltene freie Sauerstoff entfernt wird. Dieses Verfahren verliert jedoch seine Bedeutung, wenn Sauerstoff zum Schutz der Harnstoffsynthesevorrichtung gegen Korrosion eingespeist wird. In diesem Fall wird der Sauerstoff, der dem Harnstoffsynthesesystem zum Schutz der Harnstoff synthese vor richtung gegen Korrosion eingespeist v/ird, zuletzt mit inerten und unreinen Komponenten vermischt, die im Ausgangsprodukt enthalten sind, und entweicht als austretendes' Gas. Der gasförmige Sauerstoff dient bis zu einem bestimmten Ausmaß der Verminderung der Konzentration des gasförmigen Wasserstoffs, der im eingesetzten kohlendioxidhaltigen Gas enthalten ist. In Verbindung mit einem Ansteigen des Sauerstoffgehaltes wird jedoch die Gefahr der Bildung explosiver Gasgemische überhaupt nicht ausgeschlossen.Another method that can be considered is a method in which the free oxygen contained in the carbon dioxide-containing gas is removed will. However, this method loses its importance when oxygen is used to protect the urea synthesis device is fed against corrosion. In this case, the oxygen that goes into the urea synthesis system protects the urea Synthesis against corrosion protection fed in v / ird, last mixed with inert and impure components that are contained in the starting product and escapes as leaking ' Gas. The gaseous oxygen serves to reduce the concentration of the gaseous hydrogen to a certain extent, which is contained in the carbon dioxide-containing gas used. In connection with an increase in the oxygen content however, the risk of the formation of explosive gas mixtures is not excluded at all.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bildung explosiver Gasgemische in der Behandlungszone des nichtumgesetzten Gases zu verhindern.The invention is based on the object of making the formation more explosive Gas mixtures in the treatment zone of the unreacted gas to prevent.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehende Aufgabe ohne einer wesentlichen Behinderung der Harnstoffpnsduktion zu lösen.Another object of the invention is to achieve the above object without any significant obstruction to urea induction to solve.
Diese Aufgaben werden durch die Erfindung gelöst.These objects are achieved by the invention.
Die Erfindung betrifft somit den in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.The invention thus relates to that characterized in the claims Object.
Bei der Entfernung von Wasserstoff aus einem kohlendioxidhaltigen Gas, das als Ausgangsstoff zur Synthese von Harnstoff verwendet wird, wird im erfindungsgemäßen Verfahren ein kohlendioxidhaltiges Gas vor dem Einspeisen des Gases in die Harnstoffsynthesezone mit einem Katalysatorsystem aus wenigstens einem Metall der Platingruppe, wie Ruthenium, Rhodium, Palladium oder Platin, bei Temperaturen von 0° bis 3000C in Gegenwart einer ausreichenden Menge Sauerstoff in Berührung gebracht, um den im kohlendioxidhaltigen Gas enthaltenen Wasserstoff zu Wasser zu · oxidieren.When removing hydrogen from a carbon dioxide-containing gas, which is used as a starting material for the synthesis of urea, in the process according to the invention a carbon dioxide-containing gas is fed into the urea synthesis zone with a catalyst system composed of at least one metal from the platinum group, such as ruthenium, rhodium, palladium or platinum, reacted at temperatures from 0 ° to 300 0 C in the presence of sufficient oxygen in contact oxidize contained in the carbon dioxide-containing gas to hydrogen to water ·.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das als Ausgangsstoff verwendete kohlendioxidhaltige Gas vor dem Einspeisen des Gases in die Harnstoffsynthesezone mit Sauerstoff vermischt. Im erfindungsgemäßen Verfahren läuft die Umsetzung,According to the process according to the invention, this is used as the starting material used carbon dioxide-containing gas mixed with oxygen before feeding the gas into the urea synthesis zone. In the process according to the invention, the implementation is running,
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die durch die allgemeine Gleichungwhich by the general equation
H2 + 1/2 O2-^H2OH 2 + 1/2 O 2 - ^ H 2 O
dargestellt wird, im wesentlichen stöchiometrisch ab, so daßis represented, essentially stoichiometrically, so that
des die Zugabemenge von Sauerstoff je nach der Menge/im kohlendioxidhaltigen Gas enthaltenen Viasserstoffs und nach dem gewünschten Entfernungsprozentsatz des Wasserstoffs bestimmt wird. Deshalb wird die Umsetzung des Wasserstoffs mit Sauerstoff mit einer mindestens stöchiometrischen Menge Sauerstoff durchgeführt. of the added amount of oxygen depending on the amount / in the carbon dioxide Gas containing Viasserstoffs and after the desired removal percentage of the hydrogen is determined. Therefore, the reaction of the hydrogen with oxygen is carried out with an at least stoichiometric amount of oxygen.
Wenn der Sauerstoff im kohlendioxidhaltigen Gas in stöchiometrischer Menge zu Beginn vorhanden ist, ist eine zusätzliche Einspeisung von Sauerstoff nicht notwendig. Jedoch liegt Sauerstoff im allgemeinen nicht in ausreichender Menge vor. Deshalb muß zusätzlich freier Sauerstoff eingespeist werden. Wenn freier Sauerstoff zum Schutz der Harnstoffsyntheseanlage gegen Korrosion zugesetzt wird, kann die nötige Menge des freien Sauerstoffs zusammen mit dem im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Sauerstoff zugesetzt werden.When the oxygen in the carbon dioxide-containing gas is in stoichiometric Amount is available at the beginning, an additional supply of oxygen is not necessary. However, oxygen lies generally not available in sufficient quantities. Therefore, free oxygen must also be fed in. If free Oxygen is added to protect the urea synthesis system against corrosion, the necessary amount of free oxygen can together with that used in the method according to the invention Oxygen can be added.
Als Sauerstoffquelle wird gewöhnlich Luft verwendet. Es kann aber auch reiner, mit einem Inertgas verdünnter Sauerstoff verwendet werden.Air is usually used as the source of oxygen. It can but also pure oxygen diluted with an inert gas can be used.
Das kohlendioxidhaltige Gas mit einem vorgegebenen Gehalt an Sauerstoff wird durch eine Katalysatorschicht geschickt, die mit einem Edelmetallkatalysator versehen ist. Der Reaktionsdruck kann frei in einem Bereich von Normaldruck bis zum Druck, The carbon dioxide-containing gas with a predetermined content of oxygen is sent through a catalyst layer, which is provided with a noble metal catalyst. The reaction pressure can be freely in a range from normal pressure to the pressure
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der für die Harnstoffsynthese benötigt wird, gewählt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in jeder Verfahrensstufe der Kompression des Kohlendioxids vor dem Einspeisen des Gases in das Harnstoffsynthesesystem angewandt werden. Die Wahl der Temperatur ist ebenso im wesentlichen frei. Im allgemeinen gibt jedoch eine Temperatur von O bis 30O0C ein zufriedenstellendes Ergebnis. Im erfindungsgemäßen Verfahren werden jedoch Behandlungstemperaturen von 0 bis 160°C im Hinblick auf die zur Synthese des Harnstoffs erforderliche Temperatur des kohlendioxidhaltigen Gases bevorzugt. Die Raumgeschwindigkeit beträgt gewöhnlich 1000 bis 1 000 000, vorzugsweise 10 000 bis 700 000 Std.""1.which is required for urea synthesis can be selected. The process according to the invention can be used in any process stage of the compression of the carbon dioxide before the gas is fed into the urea synthesis system. The choice of temperature is also essentially free. In general, however, a temperature of from 0 to 30O 0 C gives a satisfactory result. In the process according to the invention, however, treatment temperatures of 0 to 160 ° C. are preferred in view of the temperature of the carbon dioxide-containing gas required for synthesis of the urea. The space velocity is usually 1,000 to 1,000,000, preferably 10,000 to 700,000 hours "" 1 .
Der im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Edelmetallkatalysa tor enthält mindestens ein Metall der Platingruppe, wie Ruthenium, Rhodium, Palladium oder Platin, wobei Palladium und Platin besonders bevorzugt sind. Das Edelmetall wird auf einen Träger, vorzugsweise auf Aluminiumoxid oder Siliciumdioxid, aufgebracht. Die Herstellung des Katalysators kann nach an sich bekannten Verfahren durchgeführt werden. Beispielsweise wird der vorstehend erwähnte Träger mit einer wäßrigen Lösung von Chloriden der Metalle der Platingruppe getränkt, getrock- ■ net und gegebenenfalls mit einem reduzierenden Gas behandelt.The noble metal catalyst used in the process according to the invention tor contains at least one metal of the platinum group, such as ruthenium, rhodium, palladium or platinum, with palladium and platinum are particularly preferred. The noble metal is on a carrier, preferably on aluminum oxide or silicon dioxide, upset. The preparation of the catalyst can be carried out by processes known per se. For example the above-mentioned carrier is impregnated with an aqueous solution of chlorides of the platinum group metals, getrock- ■ net and optionally treated with a reducing gas.
Als die den Katalysator enthaltende Vorrichtung kommt jede heutzutage hierfür verwendbare Vorrichtung in Frage. Um die Lebensdauer und die Aktivität des Katalysators über längere Zeit zu erhalten, sollen Dämpfe aus dem kohlendioxidhaltigen GasAs the device containing the catalyst, any device that can be used for this purpose nowadays can be used. About the lifespan and to maintain the activity of the catalyst over a longer period of time, vapors from the carbon dioxide-containing gas are intended
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entfernt werden. Jedoch weist gesättigter Wasserdampf geringe oder keine nachteiligen Wirkungen auf.removed. However, saturated water vapor has little or no adverse effects.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann im wesentlichen der gesarate Wasserstoff, der im kohlendioxidhaltigen, als Ausgangsmaterial zur Synthese von Harnstoff dienenden Gas enthalten .ist, in Wasser umgewandelt werden. Dabei kann die Bildung explosiver Gasgemische ohne nachteilige Auswirkungen auf die Synthese von Harnstoff verhindert werden.According to the method according to the invention can essentially total hydrogen contained in the carbon dioxide, as a starting material for the synthesis of urea serving gas .ist, are converted into water. This can make the formation more explosive Gas mixtures without adverse effects on the synthesis of urea can be prevented.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.The examples illustrate the invention.
15,0 Nm /Std. eines kohlendioxidhaltigen Gases, das 5500 ppm Wasserstoff, 1500 ppm Sauerstoff und 3500 ppm Stickstoff als Verunreinigungen enthält und als Nebenprodukt in einer Ammoniaksyntheseanlage hergestellt und abgetrennt wurde, werden mit 0,09 Nm-ystd. Luft vermischt. Das Gasgemisch wird in eine Reaktionszone eingespeist, die mit einem Katalysator (1,5 Liter Gesamtvolumen) versehen ist, und unter Atmosphären-15.0 Nm / h a carbon dioxide-containing gas containing 5500 ppm hydrogen, 1500 ppm oxygen and 3500 ppm nitrogen as Contains impurities and was produced and separated as a by-product in an ammonia synthesis plant with 0.09 Nm-ystd. Air mixed. The gas mixture is in fed into a reaction zone, which is provided with a catalyst (1.5 liters total volume), and under atmospheric
-1 druck bei einer Raurageschwindigkeit von 10 000 Std. und bei Temperaturen von 50, 100 und 1500C umgesetzt. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengefaßt. Der zur Umsetzung des Wasserstoffs mit Sauerstoff verwendete Katalysator wird auf folgende Weise hergestellt:-1 pressure at a Raura speed of 10,000 hours. And at temperatures of 50, 100 and 150 0 C implemented. The results are summarized in Table II. The catalyst used to convert the hydrogen with oxygen is produced in the following way:
0,5 Gewichtsprozent eines Metalls der Platingruppe (Palladium, Platin, Rhodium oder Ruthenium), bezogen auf Aluniniumdioxid0.5 percent by weight of a metal of the platinum group (palladium, platinum, rhodium or ruthenium), based on aluminum dioxide
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(Träger), werden auf den Träger aufgebracht und zu Kugeln vom Durchmesser 5 mm geformt.(Carrier), are applied to the carrier and shaped into balls with a diameter of 5 mm.
Die Vierte in der Tabelle II beziehen sich auf die prozentuale Entfernung des Wasserstoffs. Die prozentuale Entfernung berechnet sich aus der verbliebenen Menge an Wasserstoff im kohlendioxidhaltigen Gas nach dem Passieren der Katalysatorschicht.The fourth in Table II relates to the percent hydrogen removal. The percentage distance is calculated from the remaining amount of hydrogen in the carbon dioxide-containing gas after passing through the catalyst layer.
Katalysator ■—■—__I """""" - ■ —— temperature
Catalyst ■ - ■ —__
Platin
Rhodium
Rutheniumpalladium
platinum
Rhodium
Ruthenium
100 % 100 %
100 %
42 % 95 %
42 %
98 % 100 %
98 %
Beispiel 2Example 2
Mit dem gemäß Beispiel 1 eingesetzten kohlendioxidhaltigen Gas, das Wasserstoff enthält, und mit dem in Beispiel 1 beschriebenen Mischverhältnis des kohlendioxidhaltigen Gases mit Luft wird die Umsetzung mit Palladium als Katalysator und einer Raumgeschwindigkeit von 50 000, 100 000 und 200 000 Std. durchgeführt, die durch Verwendung unterschiedlicher Mengen des in der Katalysatorschicht eingesetzten Katalysators eingestellt wurde. Die prozentuale Entfernung des Wasserstoffs ist in Tabelle III zusammengefaßt.With the carbon dioxide-containing gas used according to Example 1 and containing hydrogen, and with that described in Example 1 Mixing ratio of the gas containing carbon dioxide with air the reaction is carried out with palladium as a catalyst and a space velocity of 50,000, 100,000 and 200,000 hours, which was adjusted by using different amounts of the catalyst used in the catalyst layer. The percent hydrogen removal is summarized in Table III.
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- 11 Tabelle III- 11 Table III
Raumges chwin^^~~~~^-—~^___^^
di^keit "~-~^—--_~~~~~~~~ --—- ^. .Temp era door
Raumges chwin ^^ ~~~~ ^ -— ~ ^ ___ ^^
di ^ ity "~ - ~ ^ ----_
100 000 Std."1
200 000 Std."1 50,000 hours " 1
100,000 hours " 1
200,000 hours " 1
98 %
21 % 100 %
98 %
21 %
100 %
92 % 100 %
100 %
92 %
Beispiel 3Example 3
Gemäß Beispiel 2 wird das kohlendioxidhaltige Gas mit einer Palladiumkatalysatorschient bei 250C und mit einer Raumgeschwindigkeit von 100 000'Std. behandelt. Das derart behandelte kohlendioxidhaltige Gas wird kontinuierlich in Anteilen von 15 Nm /Std. komprimiert und in einen Autoklaven eingespeist. Weiterhin werden in den Autoklaven 35,2 kg/std. flüssiges Ammoniak und 6,6 kg/Std. Wasser, die aus anderen Ursprungsquellen stammen, eingespeist. Die Umsetzung im Autoklaven wird bei 195°C und einem Druck von 230 kg/cm . g durchgeführt. Der Druck des aus dem Autoklaven austretenden Produkts wird kontinuierlich auf 22 kg/cm . g vermindert. Das Produkt wird anschließend in 2 Anteile geteilt, wobei der eine Wasserdampf, Ammoniak und Kohlendioxid im Gaszustand, der andere Wasser, Harnstoff, Ammoniak und Ammoniumcarbama.t im flüssigen Zustand enthält. Der Wasserstoffgehalt der beiden Anteile wird gemessen. Im flüssigen Anteil wird kein Wasserstoffgehalt festgestellt, während im gasförmigen Anteil nur Spuren von Wasserstoff festgestellt v/erden.According to Example 2, the carbon dioxide-containing gas is with a palladium catalyst rail at 25 0 C and with a space velocity of 100,000'h. treated. The carbon dioxide-containing gas treated in this way is continuously in proportions of 15 Nm / h. compressed and fed into an autoclave. Furthermore, in the autoclave 35.2 kg / h. liquid ammonia and 6.6 kg / h Water that comes from other sources is fed in. The reaction in the autoclave is carried out at 195 ° C. and a pressure of 230 kg / cm. g performed. The pressure of the product emerging from the autoclave is continuously increased to 22 kg / cm. g decreased. The product is then divided into 2 parts, one containing water vapor, ammonia and carbon dioxide in the gaseous state, the other water, urea, ammonia and ammonium carbam.t in the liquid state. The hydrogen content of the two parts is measured. No hydrogen content is found in the liquid part, while only traces of hydrogen are found in the gaseous part.
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Die Umsetzung wird wiederholt, wobei jedoch keine katalytische Behandlung des kohlendioxidhaltigen Gases durchgeführt wird. Dabei wird im flüssigen Anteil kein Wasserstoff festge stellt, während im gasförmigen Anteil 2200 ppm Wasserstoff festgestellt werden.. . .The reaction is repeated, but no catalytic treatment of the carbon dioxide-containing gas is carried out will. No hydrogen is found in the liquid part, while 2200 ppm hydrogen is found in the gaseous part to be established ... .
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Claims (11)
daß man/gasförmigen Wasserstoff enthaltendes kohlendioxidhalti ges Gas mit Sauerstoff oder freien Sauerstoff enthaltenden Gasen in Gegenwart eines Ruthenium, Rhodium, Palladium und/oder Platin enthaltenden Katalysatorsystems in Berührung bringt und den im kohlendioxidhaltigen Gas enthaltenden Wasserstoff in Was ser umwandelt.a
that one brings / gaseous hydrogen-containing kohlendioxidhalti sat gas with oxygen or free oxygen-containing gases in the presence of a ruthenium, rhodium, palladium and / or platinum-containing catalyst system and converts the hydrogen contained in the carbon dioxide-containing gas into what water.
-Siliciumdioxid einsetzt.8. The method according to claim 5, characterized in that the catalyst system used is platinum on aluminum oxide or
-Silicon dioxide is used.
stöchiometrischen Menge an molekularem Sauerstoff durchführt.9. The method according to claim 1, characterized in that the reaction of the hydrogen with at least one
carries out stoichiometric amount of molecular oxygen.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2427259A1 (en) * | 2009-05-06 | 2012-03-14 | L'Air Liquide Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Process for the purification of a carbon dioxide stream with heating value and use of this process in hydrogen producing processes |
| EP3150553A1 (en) * | 2015-09-30 | 2017-04-05 | Casale SA | Method for purification of a co2 stream |
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Cited By (4)
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Also Published As
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| JPS5191212A (en) | 1976-08-10 |
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