EA024313B1 - Каталитический мембранный реактор с электрохимической перекачкой водорода или кислорода и его использование - Google Patents

Каталитический мембранный реактор с электрохимической перекачкой водорода или кислорода и его использование Download PDF

Info

Publication number
EA024313B1
EA024313B1 EA201290284A EA201290284A EA024313B1 EA 024313 B1 EA024313 B1 EA 024313B1 EA 201290284 A EA201290284 A EA 201290284A EA 201290284 A EA201290284 A EA 201290284A EA 024313 B1 EA024313 B1 EA 024313B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
hydrogen
anode
reactor
cathode
oxygen
Prior art date
Application number
EA201290284A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201290284A1 (ru
Inventor
Аделью Мигел Магальяйнш Мендиш
Original Assignee
Куф – Кимикуш Индуштриайш С.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Куф – Кимикуш Индуштриайш С.А. filed Critical Куф – Кимикуш Индуштриайш С.А.
Publication of EA201290284A1 publication Critical patent/EA201290284A1/ru
Publication of EA024313B1 publication Critical patent/EA024313B1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2475—Membrane reactors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C209/00—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C209/02—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by substitution of hydrogen atoms by amino groups
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/9016—Oxides, hydroxides or oxygenated metallic salts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/92—Metals of platinum group
    • H01M4/921—Alloys or mixtures with metallic elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/94—Non-porous diffusion electrodes, e.g. palladium membranes, ion exchange membranes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • H01M8/0681—Reactant purification by the use of electrochemical cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/08—Fuel cells with aqueous electrolytes
    • H01M8/086—Phosphoric acid fuel cells [PAFC]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/002—Shape, form of a fuel cell
    • H01M8/004—Cylindrical, tubular or wound
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/102—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer
    • H01M8/103—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer having nitrogen, e.g. sulfonated polybenzimidazoles [S-PBI], polybenzimidazoles with phosphoric acid, sulfonated polyamides [S-PA] or sulfonated polyphosphazenes [S-PPh]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Изобретение относится к новому типу химического реактора, раскрытому как каталитический мембранный реактор с электрохимической перекачкой кислорода или водорода. Указанный новый тип реактора предпочтительно предназначен для усиления селективности и повышения уровня конверсии реакций дегидрогенезации, гидрогенезации, раскисления и окисления, а именно в прямой реакции аминирования углеводородов. Предусмотрено использование реактора для производства ряда химических соединений, например, при прямом аминировании углеводородов, в частности для синтеза анилина из бензола. В этом случае удаляют водород посредством электрохимической перекачки образовавшегося водорода или перекачки кислорода, так что при образовании водорода происходит его окисление. В предложенном новом типе реактора уровень конверсии бензола в анилин превышает 40%.

Description

(57) Изобретение относится к новому типу химического реактора, раскрытому как каталитический мембранный реактор с электрохимической перекачкой кислорода или водорода. Указанный новый тип реактора предпочтительно предназначен для усиления селективности и повышения уровня конверсии реакций дегидрогенезации, гидрогенезации, раскисления и окисления, а именно в прямой реакции аминирования углеводородов. Предусмотрено использование реактора для производства ряда химических соединений, например, при прямом аминировании углеводородов, в частности для синтеза анилина из бензола. В этом случае удаляют водород посредством электрохимической перекачки образовавшегося водорода или перекачки кислорода, так что при образовании водорода происходит его окисление. В предложенном новом типе реактора уровень конверсии бензола в анилин превышает 40%.
Область техники
Изобретение касается каталитического мембранного реактора с электрохимической перекачкой водорода или кислорода, предназначенного для усиления конверсии и/или селективности реакций гидрогенизации, дегидрогенизации, раскисления и окисления как в жидкой, так и в газообразной фазе.
Кроме того, согласно изобретению раскрыто использование каталитического мембранного реактора с электрохимической перекачкой водорода или кислорода для прямого аминирования углеводородов, в частности, для конверсии бензола в анилин посредством вступления бензола в реакцию с аммиаком.
Сущность изобретения
Предложен новый электрохимический каталитический мембранный реактор, увеличивающий выход продуктов прямых реакций аминирования углеводородов посредством электрохимической перекачки кислорода и/или водорода.
Одной из целей изобретения является предложение электрохимического каталитического мембранного реактора, включающего в себя средства электрохимической перекачки водорода и/или кислорода.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения представляет собой электрохимический каталитический мембранный реактор, включающий в себя средства электрохимической перекачки водорода и, по меньшей мере, композитную мембрану, включающую в себя два электрода в виде анода (3) и катода (1), с помещенным между ними электролитом, при этом и анод, и катод являются токопроводящими, электролит (2), который не является токопроводящим, а образует слой, являющийся селективным по отношению к протонам;
соответствующий химический катализатор (4), предпочтительно в виде наночастиц, покрывающий или пропитывающий анод (3).
Кроме того, указанная композитная мембрана включает в себя электрохимический катализатор, пригодный для окисления водорода, благодаря чему получающиеся в результате реакции протоны имеют возможность проникать в электролит, а также второй электрохимический катализатор, пригодный для получения и восстановления протонов либо их ввода в реакцию с кислородом; данные электрохимические катализаторы предпочтительно расположены на границах анода (3) с электролитом (2) и катода (1) с электролитом (2).
Со стороны анода данный электрохимический катализатор предпочтительно осажден в виде наночастиц на поверхности (4) химического катализатора.
В одном из более предпочтительных вариантов осуществления изобретения водород, проникая сквозь композитную мембрану, имеет возможность окисляться до воды на катоде (1) электрода за счет добавления по меньшей мере одного газового инжектора или газоподающего устройства со стороны проникновения, то есть на стороне катода (1), при этом в обязательном порядке в подающемся газе предусмотрено наличие кислорода. Окисление, катализируемое окислительным катализатором либо электрохимическим катализатором, например наночастицами платины, осажденными на катоде предпочтительно на границе с электролитом, обеспечивает выработку электрического тока, который, в свою очередь, или способствует электрической перекачке водорода, или достаточен для указанной перекачки, благодаря чему полностью либо частично отпадает потребность в установившейся разности потенциалов, в противном случае необходимой для электрохимической перекачки водорода.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения каталитический мембранный реактор с электрохимической перекачкой водорода имеет дополнительно по меньшей мере один источник питания для выработки разности потенциалов между двумя электродами, причем предпочтительная разность потенциалов составляет 0,5 В.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что электрод, а именно анод (3), находящийся в контакте с реакционной средой, выполнен из палладия или сплава палладия и серебра, образующего пористую либо плотную пленку, проницаемую для водорода. Если пленка плотная, то химический катализатор наносят на анод, а электрохимический катализатор наносят на границе между анодом (3) и электролитом (2).
В другом предпочтительном варианте осуществления катодный электрод (1) состоит из плотного палладиевого слоя, пористого палладия или другого материала, проводящего электрический ток и проницаемого для водорода.
В более предпочтительном варианте указанная выше композитная мембрана, так называемая сборка мембранного электрода (СМЭ), удерживается мембраной из керамического материала или металла.
В еще более предпочтительном варианте осуществления изобретения рабочие температуры указанных каталитических реакторов с мембраной и электрохимической перекачкой водорода или кислорода находятся в диапазоне до 600°С, при этом если электролит (2) выполнен из активированного иттрием фосфата циркония, то предпочтительно рабочие температуры находятся в диапазоне от 200 до 500°С.
В другом более предпочтительном варианте осуществления электролит (2) представляет собой полибензимидазольную мембрану, активированную фосфорной кислотой, причем ее рабочие температуры находятся в диапазоне от 120 до 200°С.
Еще одной целью изобретения является раскрытие каталитического мембранного реактора, содер- 1 024313 жащего средства электрохимической перекачки кислорода и, по меньшей мере, композитную мембрану, включающую в себя два электрода, анод (3) и катод (1) с помещенным между ними электролитом (2), при этом и анод (3), и катод (1) являются токопроводящими, электролит (2), не являющийся токопроводящим, но проницаемый для анионного кислорода, то есть образующий слой, являющийся селективным по отношению к анионному кислороду;
катализатор (4), предпочтительно в виде наночастиц, пригодный для указанной химической реакции и импрегнированный в анод (3);
по меньшей мере один газовый инжектор или одно газоподающее устройство на стороне катода (1), причем подаваемый газ содержит кислород.
Кроме того, данная композитная мембрана включает в себя электрохимический катализатор, пригодный для окисления ионов кислорода, выделяющихся из электролита, а также электрохимический катализатор, пригодный для восстановления кислорода до анионного кислорода перед проникновением в электролит, причем данные электрохимические катализаторы предпочтительно либо расположены на границах анода (3) с электролитом (2) и катода (1) с электролитом (2), либо активируют анод (3) и катод (1).
Предпочтительно со стороны анода использован тот же катализатор, что и катализатор, участвующий в химической реакции. Как только в результате химической реакции аминирования образуется водород, он вступает в реакцию с кислородом, поступающим туда благодаря электропроницаемости.
Как только проникший кислород вступает в реакцию с водородом, полученным в ходе химической реакции внутри указанного выше реактора, возникает разность электрических потенциалов, которая может оказаться достаточной для электрохимической перекачки кислорода, что исключит необходимость в использовании разности внешних электрических потенциалов.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения каталитический мембранный реактор с электрохимической перекачкой водорода также имеет источник питания для обеспечения разности потенциалов между двумя электродами, при этом предпочтительно разность потенциалов находится в диапазоне от 0,25 до 1,5 В, а еще более предпочтительно она составляет 0,5 В с целью регулирования подачи кислорода в реактор.
В более предпочтительном варианте электролит (2) состоит из активированного иттрием оксида циркония.
В еще более предпочтительном варианте осуществления указанная выше композитная мембрана содержит три слоя, при этом пористый анод (3) выполнен из металлокерамического материала на основе никеля и оксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия;
электролит (2) состоит из активированного иттрием оксида циркония; катод (1) выполнен из манганита лантана-стронция.
В другом, еще более предпочтительном, варианте осуществления изобретения указанная выше композитная мембрана представляет собой стандартный твердооксидный топливный элемент ТОТЭ (8ОРС).
В еще одном предпочтительном варианте осуществления рабочие температуры вышеупомянутых каталитических мембранных реакторов с электрохимической перекачкой кислорода находятся в диапазоне от 500 до 1000°С, предпочтительно от 600 до 1000°С.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления газ, подаваемый в указанный каталитический мембранный реактор с электрохимической перекачкой кислорода, представляет собой воздух.
Вышеупомянутые реакторы возможно использовать для осуществления прямых реакций аминирования углеводородов, в частности реакции аминирования бензола для производства анилина.
В еще более предпочтительном варианте осуществления изобретения указанный каталитический мембранный реактор с электрохимической перекачкой водорода или кислорода включает в себя узел, состоящий из трубчатых композитных мембран. Данные мембраны содержат катализатор реакции аминирования либо на своей внутренней поверхности в виде наночастиц, либо в виде наночастиц, импрегнированных в анод.
Как указано выше, в мембране предусмотрена соответствующая структура, обеспечивающая электрохимическую перекачку водорода, полученного из реакционной среды, а также его проникание, либо в сторону проникания, либо в катодный электрокатализатор, при этом проникающий водород вступает в реакцию с кислородом с получением воды и вырабатывает разность потенциалов для перекачки водорода по направлению к катоду.
Еще одной целью настоящего изобретения является раскрытие способа прямого аминирования углеводородов, предпочтительно бензола, для производства анилина посредством ввода его в реакцию с аммиаком в одном из описанных выше каталитических мембранных реакторов. Указанный способ состоит из следующих этапов:
использование каталитического мембранного реактора при его рабочих значениях температуры и давления;
- 2 024313 подача потока углеводородов и аммиака в присутствии катализатора;
удаление водорода, образовавшегося в ходе указанной выше реакции, посредством перекачки водорода или кислорода так, что мембрана обеспечивает электрохимическую перекачку образовавшегося водорода или электрохимическую перекачку кислорода на поверхность катализатора.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения как поток углеводородов, так и поток аммиака подают в стехиометрических количествах.
В другом предпочтительном варианте поток аммиака по количеству превышает стехиометрическое количество.
Уровень техники
Использование электрохимической перекачки водорода или кислорода описано в открытых источниках, касающихся таких связанных с производством энергии систем, как топливные элементы. В случае водорода электрохимическую перекачку используют в так называемых топливных элементах с протонообменной мембраной ТЭПМ (РЕМРС), в которых реакция окисления на катодах вызывает проникновение водорода в виде протонов от анода к катоду. С другой стороны, у так называемых твердооксидных топливных элементов ТОТЭ (8ОРС) электрохимическая реакция вызывает перетекание кислорода от катода к аноду.
Кроме того, в указанной литературе описаны химические реакции, предпочтительно осуществляемые в реакторах с электрохимической перекачкой водорода или кислорода, то есть так называемых электрохимических мембранных реакторах [Маркано С. и Цосис Т., Каталитические мембраны и мембранные реакторы, изд. Уайли-ВЦХ, гл. 2, 2002 г.]. Тем не менее, до сих пор не описано использование таких реакторов для осуществления прямых реакций аминирования углеводородов, в частности прямой реакции аминирования бензола, для производства анилина.
Прямая реакция аминирования бензола впервые предложена в 1917 г. Вибаутом; о нем упоминают в своей работе 2008 г. Дайалер и его коллеги [Дайалер Г.; Фрауенкрон М.; Эверс Г.; Шваб Э.; Мелдер, Йоханн-Петер; Росовски Ф.; Ван Лаар Ф.; Андерс, Йоахим-Тьери; Кроун С; Макенрот У. Патент США 2008/0146846 А1, 2008]. С тех пор предпринято много усилий по повышению уровня конверсии данной реакции, несмотря на ограничения, заданные термодинамическим равновесием.
Документ И8 2009/0023956 включает в себя исчерпывающее описание связанных с этими усилиями усовершенствований. Один из наиболее оптимальных способов разработан Дюпоном и описан в документах И8 3919155, И8 3929889, И8 4001260 и И8 4031106, раскрывающих использование катализатора Νί/ΝίΟ, согласно которым для окисления образующегося водорода использован структурный кислород. Однако использование катализатора и указанного процесса заключают в себе трудности с точки зрения регенерации катализатора, не говоря о том, что уровень максимально достижимой конверсии при температуре 300°С и давлении 300 бар оказывается ниже 13%.
В последующих документах, а именно в И8 2009/0023956 и И8 2009/0203941, раскрыто добавление окисляющих газов в реактор с использованием соответствующего катализатора для внутреннего окисления водорода до воды. В этих же патентах описано использование каталитического реактора с мембраной из палладия или сплава палладия с целью осуществления прямой реакции аминирования бензола. Раскрыт процесс удаления водорода из реакционной среды за счет разности парциальных давлений между стороной ретентата или реакционной среды и стороной проникновения, включающий подвод продувочного газа. В такой системе обеспечено повышение уровня конверсии бензола в анилин до 20%.
Раскрытие изобретения
Электрохимическая перекачка водорода или кислорода обеспечивает, соответственно, либо удаление указанных реагентов с поверхности химического катализатора либо их подачу к поверхности химического катализатора. Удалением водорода с поверхности химического катализатора по мере его образования в результате прямой реакции аминирования обеспечено смещение равновесия реакции в сторону продуктов. При прямой реакции аминирования бензола перекачка обеспечивает уровень конверсии бензола, превышающий 40%.
Реакции дегидрогенизации являются чрезвычайно важным классом химических реакций, для которого новая технология предоставляет предпочтительные возможности. Прямая подача кислорода к поверхности катализатора повышает не только уровень конверсии реакции, поскольку кислород реагирует с образовавшимся водородом, но и селективность реакции.
Использование предложенного каталитического реактора с электрохимической перекачкой водорода или кислорода обеспечивает высокий уровень конверсии бензола в анилин посредством использования электрохимической перекачки водорода, то есть его удаления с поверхности химического катализатора;
электрохимической перекачки кислорода, то есть подачи кислорода к поверхности катализатора, вынуждающей кислород немедленно вступать в реакцию с образовавшимся водородом, а также повышающей уровень конверсии бензола, исключая, таким образом, окисление, сопровождаемое возникновением побочных продуктов в реакционной среде, происходящее при непосредственном добавлении кислорода в реакционную среду.
- 3 024313
В современных условиях анилин, как правило, синтезируют из бензола методом реакций в два этапа: с помощью реакции бензола с азотной кислотой с получением нитробензола и реакции нитробензола с водородом с получением анилина. Кроме того, анилин возможно синтезировать из фенола или хлорбензола.
Краткое описание чертежей
К основному тексту приложены два пояснительных чертежа с предпочтительными вариантами осуществления изобретения, не ограничивающими его объем.
Фиг. 1 - схематическое изображение композитной мембраны для каталитического реактора с электрохимической перекачкой водорода, где (1) - катод;
(2) - электролит;
(3) - электролит в контакте с реакционной средой, то есть анодом;
(4) - катализатор.
Фиг. 2 - схематическое изображение композитной мембраны для каталитического реактора с электрохимической перекачкой кислорода и реокислением никелевого катализатора, где (1) - катод;
(2) - электролит;
(3) - электролит в контакте с реакционной средой, то есть анодом;
(4) - катализатор.
Подробное раскрытие изобретения
Изобретение касается использования электрохимической перекачки водорода или кислорода в каталитическом мембранном реакторе с целью повышения уровня конверсии химической реакции, осуществляемой в указанном реакторе, и/или селективности прямого аминирования углеводородов.
В основе изобретения лежит электрохимическая перекачка водорода или кислорода к поверхности катализатора, на которой протекает химическая реакция, с целью повышения уровня конверсии и селективности реакции аминирования. Повышение селективности и конверсии обеспечено непосредственным удалением водорода с поверхности катализатора, на которой протекает указанная реакция. Удаление водорода производят электрохимической откачкой с поверхности катализатора либо электрохимической перекачкой кислорода к поверхности катализатора, где он вступает в реакцию с водородом с образованием воды. Для данной реакции предусмотрена возможность внесения необходимых изменений в химический катализатор, например дополнение его соответствующим электрохимическим катализатором. При электрохимической откачке водорода предусмотрена возможность использования платинового электрокатализатора, а при электрохимической перекачке кислорода предусмотрена возможность использования электрокатализатора, содержащего никель, который одновременно действует в качестве химического катализатора.
В каталитическом мембранном реакторе с электрохимической перекачкой водорода или кислорода использована композитная мембрана, содержащая, по существу, три слоя, причем внутренний слой представляет собой соответствующий электролит (2), а оба внешних слоя являются электродами. Химические и/или электрохимические катализаторы нанесены осаждением на электроды или на границу между электродом и электролитом. Точное расположение электрокатализатора зависит от того, обеспечивают ли электроды перенос ионов между поверхностью электрокатализатора и электролитом или нет.
При электрохимической перекачке водорода внешние слои или электроды должны быть токопроводящими для того, чтобы осуществлять сбор электронов, образованных на электрокатализаторе или перенесенных на электрокатализатор, и, в частности, содержать палладий или сплав палладия и серебра. Предусмотрена возможность того, что катод, то есть внешний слой, содержит пористый металл. Предусмотрено использование протонопроводящего электролита, который необходимо выбирать, по существу, в соответствии с рабочей температурой реактора, как вариант, электролитом является полимер, такой как перфторполимер типа нафион (ΝαΠοη). для температур до 90°С или полибензимидазол, активированный фосфорной кислотой, для температур от 120 до 200°С, или керамика из активированного иттрием фосфата циркония для температур от 200 до 600°С. Дополнительно предусмотрена возможность удержания реакторной мембраны, например, мембраной из спеченной нержавеющей стали. При приложении разности электрических потенциалов между токопроводящими слоями водород проникает из внутренней полости реактора наружу. Если на стороне катода есть кислород или кислородсодержащая газовая смесь, это возможно использовать для стимулирования окислительно-восстановительной реакции, в результате которой в свою очередь возникает разность электрических потенциалов, необходимая для проникновения водорода. Например, в случае прямой реакции аминирования бензола проникновение водорода с помощью электрохимической перекачки возможно осуществлять посредством окисления водорода на стороне катода. Данная восстановительно-окислительная реакция, катализатором которой служат, например, наночастицы платины, нанесенные осаждением на границе между электролитом (2) и катодом (1), приводит к возникновению разности потенциалов величиной до 1 В. Разность потенциалов в свою очередь приводит к проникновению водорода за счет процесса, аналогичного процессу, происходящему внутри топливного элемента с протонообменной мембраной ТЭПМ (РЕМРС).
- 4 024313
Кроме того, проникновение кислорода в химический реактор, вызванное электрохимической перекачкой, возможно обеспечить посредством восстановительно-окислительной реакции с водородом, образовавшимся внутри реактора. В указанных случаях использование внешнего электрического напряжения смещения сведено к минимуму или не требуется совсем.
Электрохимические катализаторы необходимо наносить осаждением на поверхности электролита, вследствие чего образующимся ионам как протонам, так и ионам кислорода, обеспечено перемещение внутри электролита и из него. Кроме того, предусмотрена возможность пропитки ими электродов при наличии ионного моста с протонами или анионами кислорода, ведущего в электролит или из электролита. С другой стороны, электрокатализаторы необходимо наносить осаждением рядом с химическим катализатором для обеспечения возможности удаления образовавшегося водорода или добавления просочившегося кислорода. Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления изобретения электрохимический катализатор в виде наночастиц необходимо наносить осаждением на химическом катализаторе. Электропроводность обеспечена электродами. Они обеспечивают реагентам свободный доступ к химическому катализатору как на аноде, так и на катоде.
Если электрокатализатор осажден на границе между анодом и электролитом, а химический катализатор осажден на аноде, то для повышения эффективности переноса водорода предусмотрена возможность дополнения катализатора химической реакции палладием. Палладий способствует переносу водорода с поверхности катализатора на поверхность мембраны.
Электрохимическую перекачку кислорода осуществляют при температуре от 500 до 1000°С. Но и в случае электрохимической перекачки кислорода мембранный реактор необходимо содержит три слоя, а именно: пористый анод (3), содержащий, например, слой токопроводящего металлокерамического материала на основе никеля и циркония, стабилизированного иттрием; электролит (2), образующий нетокопроводящий плотный слой, как правило, слой активированного иттрием циркония, селективный в отношении кислорода; катода, содержащего, например, токопроводящий слой манганита лантана-стронция. Прикладывая разность электрических потенциалов к электродам возможно регулировать количество кислорода, добавленного в реакционную среду. Кислород в виде ионов (О2-) протекает через электролит (2). При добавлении кислорода в реакционную среду, в которой образован водород, в частности, в ходе прямой реакции аминирования бензола, кислород реагирует с водородом, создавая таким образом разность электрических потенциалов аналогично топливным элементам. В этой ситуации использование внешнего электрического напряжения смещения сведено к минимуму или не требуется совсем.
Подачу кислорода возможно регулировать приложением соответствующего электрического потенциала к каталитическому мембранному реактору с электрохимической перекачкой. Кислород подают непосредственно в химический катализатор. Мембрана реактора аналогична мембранам, используемым в твердооксидных топливных элементах ТОТЭ (8ОРС). Она содержит три слоя: пористый анод (3), содержащий, например, слой токопроводящего металлокерамического материала на основе никеля и циркония, стабилизированного иттрием; электролит (2), образующий нетокопроводящий плотный слой, как правило, слой активированного иттрием оксида циркония, селективный в отношении ионов кислорода; катода, содержащего, например, токопроводящий слой манганита лантана-стронция.
Катализаторы для прямого аминирования бензола подробно описаны в соответствующей литературе. Впрочем, наиболее активными представляются катализаторы на основе никеля. Никель обеспечивает два преимущества: его используют в аноде (3) в качестве катализатора реакции аминирования, а также в качестве элемента, необходимого этому слою. Также с целью адсорбции водорода, образовавшегося во время аминирования, и его последующего каталитического окисления просочившимся кислородом предусмотрена возможность использования никелевого катализатора, дополненного палладием и/или платиной.
Таким образом, имеется существенная необходимость в электрохимической перекачке кислорода для удаления образовавшегося водорода и повышения уровня конверсии и селективности реакции аминирования. Помимо этого, указанная электрохимическая перекачка обеспечивает возможность непрерывной регенерации структурного кислорода из упомянутого выше никелевого катализатора посредством прямой подачи кислорода в катализатор. Данный процесс сводит к минимуму образование побочных продуктов, имеющее место при добавлении кислорода непосредственно в поток подпитки реактора.
Реактор работает при температурах от 500 до 1000°С, то есть в диапазоне, в котором электролит (2) проводит ионы кислорода.
В целях более подробного раскрытия ниже приведены примеры двух предпочтительных вариантов осуществления, не ограничивающие объем изобретения.
Пример 1.
Каталитический реактор с мембраной, оснащенной средствами электрохимической перекачки кислорода, содержащими композитную каталитическую мембрану, в которой в качестве катализатора прямой реакции аминирования бензола использован биметаллический катализатор с наночастицами никеля или оксида никеля и платины, а в качестве электрокатализатора на стороне проникновения использован катализатор с наночастицами платины; пористый анод (3) содержит, в частности, металлокерамический материал на основе никеля и оксида циркония, стабилизированный иттрием; катод (1) содержит, напри- 5 024313 мер, манганит лантана-стронция; электролит (2) представляет собой активированный иттрием фосфат циркония.
Пример 2.
Каталитический мембранный реактор с электрокаталитической перекачкой, в котором предусмотрена возможность удаления водорода с поверхности химического катализатора посредством электрохимической перекачки, причем химический катализатор содержит никель или оксид никеля для обеспечения прямой реакции аминирования бензола в анилин и дополнен наночастицами платины, которые в свою очередь обеспечивают электроокисление водорода. Композитный катализатор нанесен осаждением на границе между анодом (3) и электролитом (2); анод (3) содержит пористую палладиевую мембрану толщиной приблизительно 1 цм; электролит (2) представляет собой активированный иттрием фосфат циркония; катод (1) содержит пористую палладиевую мембрану толщиной 0,5 цм. На границе между электролитом (2) и катодом нанесен осаждением электрокатализатор из наночастиц платины. Он предназначен либо для восстановления водорода, либо для осуществления его реакции с кислородом.
Пример 3.
Каталитический мембранный реактор с электрокаталитической перекачкой, в котором предусмотрена подача кислорода к поверхности химического катализатора посредством электрохимической перекачки, содержащий химический катализатор содержащий никель или оксид никеля для обеспечения прямой реакции аминирования бензола и кислородного электроокисления. Указанная композитная мембрана выполнена из пористого анода (3) на основе активированного иттрием циркония, пропитанного катализатором из никеля или оксида никеля, а также непроницаемого слоя электролита (2) на основе активированного иттрием циркония и слоя катода (1) из манганита лантана-стронция.
В приведенной ниже формуле изобретения изложены дополнительные предпочтительные варианты его осуществления.

Claims (23)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Каталитический мембранный реактор для прямых реакций аминирования бензола аммиаком, содержащий средства удаления из реакционной среды водорода, образовавшегося в ходе реакции, протекающей в указанном реакторе, причем указанные средства удаления водорода включают в себя средства электрохимической перекачки водорода, причем мембрана указанного реактора является композитной и включает в себя анод (3) и катод (1) с помещенным между ними нетокопроводящим электролитом (2), образующим слой, являющийся селективным по отношению к протонам;
    соответствующий химический катализатор (4), осажденный на анод (3) или на границе между анодом (3) и электролитом (2), причем указанный химический катализатор представляет собой никелевый катализатор, дополненный платиной или палладием;
    причем указанный анод (3) включает в себя электрокатализатор для окисления водорода, пропитывающий анод (3) или осажденный на границе между анодом (3) и электролитом (2);
    при этом упомянутый катод (1) включает в себя электрокатализатор для восстановления водорода, пропитывающий катод (1) или осажденный на границе между электролитом (2) и катодом (1).
  2. 2. Реактор по п.1, дополнительно оснащенный источником питания, создающим разность электрических потенциалов между двумя электродами.
  3. 3. Реактор по п.1, дополнительно оснащенный системой подачи на катод газообразного потока, содержащего кислород.
  4. 4. Реактор по любому из пп.1-3, в котором указанный химический катализатор (4) представлен в виде наночастиц.
  5. 5. Реактор по любому из пп.1-4, в котором указанный химический катализатор (4) дополнен электрокатализатором в виде наночастиц.
  6. 6. Реактор по любому из пп.1-5, в котором указанный химический катализатор (4) в виде наночастиц осажден на аноде.
  7. 7. Реактор по любому из пп.1-6, в котором указанный химический катализатор (4) осажден между анодом (3) и электролитом (2), причем анод имеет пористую структуру.
  8. 8. Реактор по любому из пп.1-7, в котором указанный анод (3) изготовлен из палладия или сплава палладия и серебра.
  9. 9. Реактор по любому из пп.1-8, в котором указанный катод (1) содержит слой палладия или пористого палладия.
  10. 10. Реактор по любому из пп.1-9, в котором указанная композитная мембрана содержит подложку из керамического материала или пористого металла.
  11. 11. Реактор по любому из пп.1-10, в котором электролит (2) представляет собой полибензимидазольную мембрану, активированную фосфорной кислотой, а рабочие температуры находятся в диапазоне от 120 до 200°С.
  12. 12. Реактор по любому из пп.1-10, в котором диапазон рабочих темеператур ограничен 600°С.
    - 6 024313
  13. 13. Реактор по любому из пп.1-12, в котором электролит (2) изготовлен из активированного иттрием фосфата циркония или стабилизированного иттрием оксида циркония, а рабочие температуры находятся в диапазоне от 120 до 600°С.
  14. 14. Каталитический мембранный реактор для прямых реакций аминирования бензола аммиаком, содержащий средства удаления из реакционной среды водорода, образовавшегося в ходе реакции, протекающей в указанном реакторе, причем указанные средства удаления водорода представляют собой средства электрохимической перекачки кислорода, оснащенные композитной мембраной, включающей в себя анод (3) и катод (1) с помещенным между ними нетокопроводящим электролитом (2), являющимся селективным по отношению к анионному кислороду;
    химический катализатор (4) в виде наночастиц, импрегнированный в анод (3), причем указанный химический катализатор представляет собой никелевый катализатор, дополненный платиной или палладием;
    по меньшей мере одно газоподающее устройство на стороне катода (1) для подачи газовой смеси, содержащей кислород;
    при этом указанный анод (3) является импрегнированным или содержит электрокатализатор для кислородного окисления, осажденный на границе между анодом (3) и электролитом (2);
    причем указанный катод (1) является импрегнированным или содержит электрокатализатор, осажденный на границе между электролитом (2) и катодом (1).
  15. 15. Реактор по п.14, дополнительно оснащенный источником питания, создающим разность электрических потенциалов между двумя электродами.
  16. 16. Реактор по любому из пп.14-15, в котором указанная композитная мембрана представляет собой стандартный твердооксидный топливный элемент (ТОТЭ).
  17. 17. Реактор по любому из пп.14-16, имеющий диапазон рабочих температур от 500 до 1000°С.
  18. 18. Реактор по любому из пп.1-17, включающий в себя узел, состоящий из трубчатых композитных мембран.
  19. 19. Способ осуществления прямой реакции аминирования бензола с использованием каталитического мембранного реактора по любому из пп.1-13, в соответствии с которым подают в указанный каталитический мембранный реактор поток бензола и аммиака на стороне анода в присутствии соответствующего химического катализатора при его рабочих значениях температуры и давления;
    удаляют водород, образовавшийся в ходе указанной реакции, посредством перекачки водорода через мембрану на сторону катода.
  20. 20. Способ осуществления прямой реакции аминирования бензола с использованием каталитического мембранного реактора по любому из пп.14-18, в соответствии с которым подают в указанный каталитический мембранный реактор на стороне анода поток бензола и аммиака в присутствии соответствующего химического катализатора при его рабочих значениях температуры и давления;
    удаляют водород, образовавшийся в ходе указанной реакции, посредством перекачки кислорода со стороны катода на поверхность химического катализатора для окисления образовавшегося водорода.
  21. 21. Способ по п.19 или 20, в котором указанные потоки бензола и аммиака подают в стехиометрических количествах.
  22. 22. Способ по п.19 или 20, в котором по сравнению с бензолом аммиак подают в количестве, превышающем стехиометрическое.
  23. 23. Способ по п.19 или 20, в котором продуктом реакции является анилин.
EA201290284A 2009-11-06 2010-11-05 Каталитический мембранный реактор с электрохимической перекачкой водорода или кислорода и его использование EA024313B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PT104812A PT104812A (pt) 2009-11-06 2009-11-06 Reactor catal?tico de membrana com bombagem electroqu?mica de hidrog?nio ou de oxig?nio e suas aplica??es
PCT/IB2010/055045 WO2011055343A2 (pt) 2009-11-06 2010-11-05 Reactor catalítico de membrana com bombagem electroquímica de hidrogénio ou de oxigénio e suas aplicações

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201290284A1 EA201290284A1 (ru) 2012-10-30
EA024313B1 true EA024313B1 (ru) 2016-09-30

Family

ID=43759121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201290284A EA024313B1 (ru) 2009-11-06 2010-11-05 Каталитический мембранный реактор с электрохимической перекачкой водорода или кислорода и его использование

Country Status (15)

Country Link
US (1) US9498765B2 (ru)
EP (1) EP2497570A2 (ru)
JP (1) JP5852575B2 (ru)
KR (1) KR20120105461A (ru)
CN (1) CN102762292B (ru)
AP (1) AP3617A (ru)
AU (1) AU2010316633B2 (ru)
BR (1) BR112012010764A2 (ru)
CA (1) CA2779953A1 (ru)
EA (1) EA024313B1 (ru)
MA (1) MA33728B1 (ru)
MX (1) MX346341B (ru)
PT (1) PT104812A (ru)
WO (1) WO2011055343A2 (ru)
ZA (1) ZA201204096B (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9368821B2 (en) * 2010-10-05 2016-06-14 Industry-Academic Cooperation Foundation Yonsei University Composite electrolyte membrane for fuel cell, method for producing the electrolyte membrane and fuel cell including the electrolyte membrane
PT106860A (pt) * 2013-03-28 2014-09-29 Cuf Químicos Ind S A Conjunto elétrodos/eletrólito, reator e método para a aminação direta de hidrocarbonetos
CN105552411B (zh) * 2015-12-09 2017-09-22 佛山索弗克氢能源有限公司 氨气在sofc电池中的应用及其应用装置
US11136678B2 (en) 2016-08-11 2021-10-05 Massachusetts Institute Of Technology Electrochemical oxidation of aliphatic and aromatic compounds
CN114807983B (zh) * 2021-01-18 2024-06-04 武汉理工大学 一种用于实现不饱和烯炔烃选择性催化加氢的电化学系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2203446A (en) * 1987-03-13 1988-10-19 Standard Oil Co Ohio Electrocatalytic oxidative dehydrogenation of saturated hydrocarbons to unsaturated hydrocarbons
DE4235125A1 (de) * 1992-10-17 1994-04-21 Zsw Verfahren zur Herstellung von Synthesegas und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens
US20070082255A1 (en) * 2005-10-06 2007-04-12 Gongquan Sun Fuel cells and fuel cell catalysts incorporating a nanoring support
US20090075149A1 (en) * 1999-01-22 2009-03-19 Haile Sossina M Solid acid electrolytes for electrochemical devices
US20090203941A1 (en) * 2005-08-30 2009-08-13 Basf Se Direct hydrocarbon amination

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3919155A (en) 1970-12-18 1975-11-11 Du Pont Synthesis of aromatic amines by reaction of aromatic compounds with ammonia
US3929889A (en) 1971-02-16 1975-12-30 Du Pont Synthesis of aromatic amines by reaction of aromatic compounds with ammonia
US4031106A (en) 1973-12-19 1977-06-21 E. I. Du Pont De Nemours And Company Synthesis of aromatic amines by reaction of aromatic compounds with ammonia
US4001260A (en) 1973-12-19 1977-01-04 E. I. Du Pont De Nemours And Company Synthesis of aromatic amines by reaction of aromatic compounds with ammonia
CA2017243C (en) * 1989-05-25 2003-09-30 Terry J. Mazanec Novel solid multi-component membranes, electrochemical reactor and use of membranes and reactor for oxidation reactions
US6355093B1 (en) * 1993-12-08 2002-03-12 Eltron Research, Inc Two component-three dimensional catalysis
US5525436A (en) * 1994-11-01 1996-06-11 Case Western Reserve University Proton conducting polymers used as membranes
JP2003168446A (ja) * 2001-11-29 2003-06-13 Toyota Motor Corp 燃料電池及びその製造方法
CN100396646C (zh) * 2002-07-26 2008-06-25 中国科学院大连化学物理研究所 一种金属磷酸锆无机材料及其制备方法和应用
CA2542313C (en) * 2003-10-10 2012-12-04 Ohio University Electro-catalysts for the oxidation of ammonia in alkaline media
DE102004062253A1 (de) 2004-12-23 2006-07-06 Basf Ag Direktaminierung von Kohlenwasserstoffen
WO2006138611A2 (en) * 2005-06-16 2006-12-28 Trustees Of Boston University Waste to hydrogen conversion process and related apparatus
US20080280190A1 (en) * 2005-10-20 2008-11-13 Robert Brian Dopp Electrochemical catalysts
US7741522B2 (en) 2006-02-24 2010-06-22 Basf Aktiengesellschaft Direct amination of hydrocarbons
JP2008004312A (ja) * 2006-06-20 2008-01-10 Kuraray Co Ltd イオン伝導性バインダー、膜−電極接合体及び燃料電池
CN101101887A (zh) * 2006-07-06 2008-01-09 通用电气公司 抗腐蚀的晶片处理设备及其制造方法
JP5430079B2 (ja) * 2007-06-12 2014-02-26 キヤノン株式会社 膜電極接合体の製造方法
KR101753921B1 (ko) * 2009-07-10 2017-07-04 바스프 에스이 수소의 전기화학적 분리에 의한 탄화수소의 아미노탄화수소로의 직접 아미노화 방법
US8642810B2 (en) * 2009-07-10 2014-02-04 Basf Se Method for the direct amination of hydrocarbons into amino hydrocarbons, including electrochemical separation of hydrogen and electrochemical reaction of the hydrogen into water
CA2767793C (en) * 2009-07-17 2017-12-05 Danmarks Tekniske Universitet Platinum and palladium alloys suitable as fuel cell electrodes
US8361288B2 (en) * 2009-08-27 2013-01-29 Sun Catalytix Corporation Compositions, electrodes, methods, and systems for water electrolysis and other electrochemical techniques

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2203446A (en) * 1987-03-13 1988-10-19 Standard Oil Co Ohio Electrocatalytic oxidative dehydrogenation of saturated hydrocarbons to unsaturated hydrocarbons
DE4235125A1 (de) * 1992-10-17 1994-04-21 Zsw Verfahren zur Herstellung von Synthesegas und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens
US20090075149A1 (en) * 1999-01-22 2009-03-19 Haile Sossina M Solid acid electrolytes for electrochemical devices
US20090203941A1 (en) * 2005-08-30 2009-08-13 Basf Se Direct hydrocarbon amination
US20070082255A1 (en) * 2005-10-06 2007-04-12 Gongquan Sun Fuel cells and fuel cell catalysts incorporating a nanoring support

Also Published As

Publication number Publication date
US9498765B2 (en) 2016-11-22
WO2011055343A3 (pt) 2011-06-30
EP2497570A2 (en) 2012-09-12
JP5852575B2 (ja) 2016-02-03
MX2012005263A (es) 2012-09-07
PT104812A (pt) 2011-05-06
BR112012010764A2 (pt) 2018-03-06
AP3617A (en) 2016-02-29
MA33728B1 (fr) 2012-11-01
WO2011055343A2 (pt) 2011-05-12
ZA201204096B (en) 2013-08-28
CA2779953A1 (en) 2011-05-12
AP2012006290A0 (en) 2012-06-30
CN102762292B (zh) 2015-09-30
JP2013514873A (ja) 2013-05-02
AU2010316633A1 (en) 2012-06-14
EA201290284A1 (ru) 2012-10-30
AU2010316633B2 (en) 2016-04-14
US20120273366A1 (en) 2012-11-01
MX346341B (es) 2017-03-14
KR20120105461A (ko) 2012-09-25
CN102762292A (zh) 2012-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9574276B2 (en) Production of low temperature electrolytic hydrogen
KR102454318B1 (ko) 막 전극 배열체, 막 전극 배열체를 포함하는 반응기 및 수소 분리 방법
Bausa et al. Direct CO2 conversion to syngas in a BaCe0. 2Zr0. 7Y0. 1O3-δ-based proton-conducting electrolysis cell
US9065141B2 (en) Boron-doped diamond coated catalyst support
EP2980275B1 (en) Electrodes/electrolyte assembly, reactor and method for direct amination of hydrocarbons
US11788193B2 (en) Electrochemical cells and electrochemical methods
CN109563634B (zh) 氢处理装置
EA024313B1 (ru) Каталитический мембранный реактор с электрохимической перекачкой водорода или кислорода и его использование
CA3089508A1 (en) Methods and apparatus for performing chemical and electrochemical reactions
US20140287347A1 (en) Method for fabricating a membrane-electrode assembly
JP3901139B2 (ja) 固体電解質型水素処理装置
JP7105421B2 (ja) エポキシ誘導体の製造装置、エポキシ誘導体の製造方法およびエポキシ誘導体製造装置の製造方法
JP2010007152A (ja) メタノールの製造方法及びその製造装置
Rihko‐Struckmann et al. Solid electrolyte membrane reactors
Datta et al. Electrocatalytic membrane reactors (eCMRs) for fuel cell and other applications
EP3824119B1 (en) Chemical reactor for controlled temperature gas phase oxidation reactions
Ozturk et al. Comparison between gas phase and electrochemical nitridation of 8YSZ under nitrogen atmosphere to produce nitride conducting solid electrolytes
McEvoy et al. Hydrogen Purification Using Modified Fuel Cell Process
WO2024147759A1 (en) Reactor and method for gas phase hydrogenation of a composition
Potente Gas phase electrosynthesis by proton pumping through a metallized Nafion membrane: Dihydrogen evolution and oxidation, reduction of ethylene, and oxidation of ethane and ethylene
WO2016081846A1 (en) Electrolysis system for chlorine production

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU