HU199312B - Process for producing block catalyzer preparation consists of iron oxide activated by promoter applicable in ammonia synthesis - Google Patents
Process for producing block catalyzer preparation consists of iron oxide activated by promoter applicable in ammonia synthesis Download PDFInfo
- Publication number
- HU199312B HU199312B HU843587A HU358784A HU199312B HU 199312 B HU199312 B HU 199312B HU 843587 A HU843587 A HU 843587A HU 358784 A HU358784 A HU 358784A HU 199312 B HU199312 B HU 199312B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- catalyst
- iron oxide
- promoter
- aluminate
- oxide catalyst
- Prior art date
Links
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 14
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims description 13
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 35
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 title abstract description 17
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 94
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 6
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 6
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 6
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 claims description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 3
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000002815 homogeneous catalyst Substances 0.000 claims description 2
- 239000005084 Strontium aluminate Substances 0.000 claims 2
- FNWBQFMGIFLWII-UHFFFAOYSA-N strontium aluminate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].[Sr+2].[Sr+2] FNWBQFMGIFLWII-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- -1 alkaline earth metal aluminate Chemical class 0.000 abstract description 14
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 7
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 abstract description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 6
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N calcium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [Ca+2].[O-][Al]=O.[O-][Al]=O XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011019 hematite Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- KVOIJEARBNBHHP-UHFFFAOYSA-N potassium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [K+].[O-][Al]=O KVOIJEARBNBHHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical class [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- NPVJOIHIQCBJSQ-UHFFFAOYSA-N alumine-2-carboxylic acid Chemical compound C1=CC(=[Al]C=C1)C(=O)O NPVJOIHIQCBJSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
- C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
- C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
- C01C1/04—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase
- C01C1/0405—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst
- C01C1/0411—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst characterised by the catalyst
-
- 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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/78—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with alkali- or alkaline earth metals
-
- 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
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
-
- 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
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
-
- 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
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
(57) KIVONAT
A találmány szerinti eljárással ammóniaszintézisben alkalmazható tömbkatalizátor készítményt állítanak eló szemcsés, promotorral aktivált vas-oxid katalizátor és vizes közegben szuszpendált fém-aluminát összekeverésével, a kapott masszába 0,5-1,0 tömegX erősítő-, merevítő-elemek behelyezésével és a katalizátormassza szükséges alakra formázásával, majd 200-600 ®C-os hőkezelésével oly módon, hogy 84,0-94,5 tömegX szemcsés, promotorral aktivált vas-oxid katalizátort, 5,0-15,0 tömegX szárazanyagra vönatkoztatott alkáliföldfém-aluminát vizes szuszpenziójáva], amely szuszpenzióban az alkáli-földfém-aluminát : víz tömegaránya 1:1 - 1:9, összekeverünk, az igy kapott katalizátormasszát az erősítő-, merevítő-elemek behelyezése és megfelelő formázása után hókezelik, majd 150-300 °C hőmérsékleten hidrotermikusan kezelik és 150-200 °C hőmérsékleten szárítják.
rí leírás terjedelme: 5 oldal, mi,: nélkül
HU 199312 Β
A találmány szerinti eljárással ammóniaszintézisben alkalmazható tómbkatalizátor készítményt állítunk elő szemcsés, proniotorral aktivált vas-oxid katalizátor és vizes közegben szuszpendált fém-aluminát összekeverésével, a kapott masszába 0,5-1,0 tóniegX erősítő-, merevítő-elemek behelyezésével és a katalizátormassza ' szükséges alakra formázásával, majd 200-600 °C-os hőkezelésével oly módon, hogy 84,0-94,5 tömegX szemcsés, promotorral aktivált vas-oxid katalizátort, 5,0-15,0 tömegX - szárazanyagra vonatkoztatott - alkálifóldfém-aluminát vizes szuszpenziójával, amely szuszpenzióban az alkáli-főldfém-aluminát : viz tömegaránya 1:1 - 1:9, összekeverünk, az igy kapott katalizátormasszát az erősítő-, merevítő-elemek behelyezése és megfeleld formázása után hőkezeljűk, majd 150-300 °C hőmérsékleten hidrotermikusan kezeljük és 150-200 °C hőmérsékleten szárítjuk.
Ismertek ammóniaszintézisben alkalmazható szemcsés, promotorral aktivált vas-oxid katalizátorok. A szemcsék különböző méretűek és szabálytalan szemcsék, illetve granulátumok lehetnek. Előállításuk magnetit és promotorok (oxidok, illetve kálium, alumínium, kalcium, szilícium, magnézium, kobalt, ozmium, rénium sók, etb.) összeolvasztásával és végül a katalizátor ötvözet aprításával vagy granulálásával történik (lásd: I.I. Abrainson: Katalizátor! dija processzov proizvodsztva \udoroda i ezintezia ammiaka, TsNIITE Neftehim, Moszkva, 1982., 175-195. oldal;
L.D. Kuznecov, L.M. Dmitrenko, P.D. Rabina, J.A. Szokolinszki: Szintez ammiaka, Hunija, Moszkva, 1982., 85-125. oldali.
A szemcsés katalizátorok hátránya, hogy az ammóniaszintézis reaktorába történő beadagoláskor nagymértékben morzsolódnak, porlódnak, ez a jelenség a reaktor gázáramának egyenlőtlen eloszlását és az ammónia nagy portartalmát okozza, igy nemcsak a reaktor teljesítménye, hanem a végtermékek, a folyékony ammónia és az ammónia műtrágya minősége is romlik.
Ismeretes az ammóniaszintézis céljára szolgáló szemcsés, promotorral aktivált vasoxid katalizátorból és kálium-aluminátból álló egyfajta tómbkatalizátor is. Ilyen katalizátort ismertet például a 413 707 számú szovjeL szabadalmi leirás.
Tómbkatalizátor előállítást ismertet a 413 707 számú szovjet szabadalmi leirás, mely ezerint katalizátor tömböt szemcsés, promotorral aktivált vas-oxid katalizátor és 1,49— -1,60 g/cm3 sűrűségű vizes kálium-aluminát-oldat összekeverésével, a keletkező kalalizátormassza alak-adó szerszámba töltésével és 400-800 °C közötti kétfokozatú hőkezelésével állítják elő.
Az 505 435 számú szovjet szabadalmi leirás olyan megoldásokat ismertet, melyeknél a katalizátor tömb nagyobb mechanikai szilárdsága, a katalitikus aktivitás növelése és a hidraulikus ellenállás csökkentése érdekében a katalizáloi-massza alak-adó szerszámba töltésekor erösiLó, merevítő-elemeket, igy például rozsdamentes acél, réz vagy alumínium rudakat illetve perforált lemezeket helyeznek el, 0,5-1,0 tőmegX-nyi mennyiségben.
A tömbkalalizálorok előnye, hogy behelyezéskor nem morzsolódnak, porlódnak és az ammóniaszintézis reaktorának hordképes konstrukciós elemei lehetnek. Ugyanakkor ezen tömbkatalizátorok és előállítási eljárásuk hátránya, hogy a tömbök nagymértékben higroszkóposak, azaz nagy a nedvessógfelvóLelük (10-15 tömegX), nagy a hidraulikus ellenállásuk (0,1-0,15 MPa), kicsi a nyomószilárdságuk (1-1,5 MPa), ez utóbbi pedig a vízgőzképződéssel együttjáró katalizátor redukció ulán jelentősen (hatodára) csökken. Ezenkívül az erősítő-, merevítő-elemeket nem tartalmazó katalizátor tömbök aktivitása kisebb, mint a szemcsés katalizátoroké (itfv az ammónia-kitermelés 29,4 MPa nyomáson, 30000 h*1 térfogatsebességnél, 400 °G hőmérsékleten a katalizátor tömbnél 15,3 térfogatX, a szemcsés katalizátornál 16,8 térfogat X).
A találmány célja,- az előzőekben megnevezett hátrányok kiküszöbölése.
Célul tűztük ki olyan katalizátor tömbök előállítását, amelyeknek kisebb a hígroszkópos hajlamuk, csekélyebb a hidraulikus ellenállásuk, nagyobb a nyomószilárdságuk és katalitikus aktivitásuk egyenlő a tömb gyártásához felhasznált kiindulási katalizátoréval.
A kitűzött cél megvalósítása érdekében olyan katalizátor tömböt alakítunk ki, amely szemcsés, promotorral aktivált vas-oxid katalizátorból, fém-aluniinátból és erősítő-, merevítő-elemekből áll. A találmány ezerinti eljárással előállított katalizátor tömb fém-aluminálként alkálifőldfém-aluminátot tartalmaz és a komponensek tömegaránya a következő:
szemcsés, promotorral aktivált vas-oxid katalizátor 84,0-94,5 tömegX, alkáliföld fém-aluminát 5,0-15,0 tömegX, erősítő-, nierevitő-elemek 0,5-1,0 tömegX.
A találmány szerinti eljárásban a katalizátor tűmből szemcsés, promotorral aktivált vas-oxid katalizátor és vizes közegben szuszpendált fém-aluminát összekeverésével, a keletkezett katalizátormassza alak-adö szerszámba töltésével, erősítő-, merevítő-elemek behelyezésével és az igy elkészített massza hőkezelésével állítjuk elő.
A találmány szerinti eljárásban fém-aluminátként alkálifőldfém-aluminátot alkalmazunk, melynek tömegaránya a vízhez 1:1 - 1:9-ig terjed.
A komponenseket a kővetkező arányban (tőmegX) alkalmazzuk:
szemcsés, promotorral aktivált vas-oxid katalizátor 84,0-94,5 tömegX,
HU 199312 Β alkáliföldfém-aluminát vizes közegben (szárazanyagra vonatkoztatva) 5,0-15,0 tömegX, erősítő-, merevítő-elemek 0,5-1,0 tömegX.
A katalizátormassza hőkezelését 200-600 °C hőmérsékleten végezzük, amely után 150-300 ®C hőmérsékleten hidrotermikus kezelést és végül 150-200 °C hőmérsékleten szárítást alkalmazunk.
Az ammóniaszintézisnél használt, szemcsés, promotorral aktivált vas-oxid katalizátorból álló, találmány szerinti eljárással előállított katalizátor tömbnek kicsi a higroszkópos hajlama, csekély a hidraulikus ellenállása, nagy a nyomószilárdsága és a katalitikus aktivitása egyenlő a tömb előállításához felhasznált kiindulási, szemcsés, promotorral aktivált vas-oxid katalizátor aktivitásával,
A szóban forgó katalizátor tömb felsorolt előnyeit a következő műszaki adatokkal jellemezzük:
Geometriai méretek (ml:
0,5-3,0 0,2-1,0 0,5-3,0 és magasabb; 0,25-52,0 és több;
Nyomószilárdság (MPa) minimum 5,0 Higroszkőposság (tömegX) maximum 0,5 Hidraulikus ellenállás (MPa)
0,69 m3/s légsebességnél maximum 0,07.
A tömb katalitikus aktivitását, az antiuóniatermelésben határozzuk meg. A szemcsés promotorral aktivált vas-oxid katalizátor őszszetétele (tX):
FeO - 32-38; FezOa - 52-61,6; K2O - 0,7-1,8; AI3O3 - 2,0-3,0; CaO - 2,0-3,0; SiOz - 0,7-2,2; szemcsenagysága: 1-3 mm;
külső átmérő belső átmérő magasság
Tömeg (t):
és az ammóniatermelésben alkalmazott nyomás 29,4 MPa, térfogatár&m 30000 h*1; és
| hőmérséklet (°G): | ammónia kitermelés legalább (térfogat X): |
| 550 | 15,0 |
| 500 | 19,5 |
| 475 | 20,0 |
| 450 | 19,7 |
| 400 | 16,3. |
A tömb nyomószilárdsága a katalizátor redukciója után legalább 6.0 MPa.
A találmány szerinti eljárásban az alkáliföldfém-aluminátot előnyösen 5,0-15,0 tX-ban alkalmazzuk. 5,0 tX alatti mennyiségben nem célszerű alkalmazni, mivel igy a katalizátor tömb kielégítően nagy mechanikai szilárdsága nem érhető el. 15,0 tX feletti mennyiségben történő alkalmazásnál nagy hidraulikus ellenállású és csekély katalitikus aktivitású katalizátor tömböt lehet előállítani. Az alkálifőldfém-aluminátot vizes szuszpenzió formájában alkalmazzuk, amelynél az alkáliföldfém-aluminát tömegaránya a vízhez 1:1-től 1:9-ig terjed. 1 tőmegrész alumínáthoz 9 tömeg rész nél több viz hozzáadása célszerűtlen, mivel igy az alkáliföldfém-aluminál adhéziós képességét és kötési tulajdonságát csökkentjük. 1 tömegrész alumínáthoz 1 tömeg résznél kevesebb víz hozzáadása nem ajánlatos, mivel igy az alkáliföldfém-aluminát szuszpenziót nem lehet egyenletesen elkeverni a szemcsés katalizátorral, ez pedig a tömb térfogatában egyenlőtlen tulajdonságok kialakulásához vezethet.
A mechanikai szilárdság növelésére a tömbökbe 0,5-1,0 tX-nyi mennyiségben erősítő-, merevítő-elemet helyezünk el. Ennél kisebb mennyiségük a mechanikai szilárdságot nem növeli meg a szükséges mértékben, míg mennyiségük növelése a tömb tömegében a katalizátor optimális mennyiségének csökkenéséhez és igy a katalitikus aktivitás csökkenéséhez vezet.
A találmány szerinti eljárásban a katalizátormassza hőkezelése 200-600 °C hőmérsék20 létén történik. 200 °C hőmérséklet alatti hőkezelésnél a tömb szükséges mechanikai szilárdsága nem alakul ki és a tömb higroszkópos tulajdonságú lesz. A katalizátormaseza 600 °C feletti hőkezelése nem ajánlatos, mivel a magnetit (a szemcsés, promotorral aktivált vas-oxid katalizátor alapanyaga) a levegőn végrehajtott hőkezelés folyamán hematittá oxidálódik (a fázisátmenet 590 °C hőmérsékleten következik be). A katalizátor szemcsék felületének oxidációja a tömb katalitikus aktivitásának csökkenését okozhatja. Ezen kivül a katalizátor tömb redukciójának ideje is megnőhet, mivel a hematit lényegesen lassabban redukálódik, mint a magnetit. A kata35 lizátormassza hidrotermikus kezelését 150-300 ®C hőmérsékleten végezzük. 150 °C hőmérséklet alatti kezelés a katalizátor tömb szükséges mechanikai szilárdságát nem biztosítja. 300 °C feletti kezelés nem célszerű, mi40 vei a magas hőmérséklet elérésének energiaszükséglete nagy és a katalizátor tömb mechanikai szilárdsága már nem nő.
A hidrotermikus kezelés után a katalizátormassza szárítását 150-200 °C hómérsék45 létén végezzük.
150 °C hőmérséklet alatti szárítás célszerűtlen, mivel az eljárás ideje jelentősen megnő. A 200 °C feletti szárítás nem ajánlatos a nagy energiafelhasználás miatt.
A találmány szerinti eljárással az ammóniaszintézis céljára alkalmas katalizátor tömbök előállítása a következők szerint történik:
A szemcsés, promotorral aktivált vaa-oxid katalizátort dobkeveróben összekeverjük az alkáliföldfém-aluminát vizes szuszpenziójával (aluminát-viz tömegarány 1:1-től 1:9-ig). A szemcsés, promotorral aktivált vas-oxid katalizátor összetétele és a szemcsék alakja tetszőleges lehet. A legnagyobb ipari alkalmazá60 suk a promotorokkal ősszeolvasztott magnetit katalizátoroknak van. A magnetitben a kétes háromértékű vas (Fe2‘/FeJ*) optimális aránya 0,5. Promotorként a magnetithez oxidokat illetve kálium-, alumínium-, kalcium-, magnézium-, szilícium-, titán-, vanádium-,
HU 199312 Β molibdén-, cirkónium-, kobalt-, wolfrani-sókat adnak. A katolizátormasszát (a szemcsés, promotorral aktivált vas-oxid katalizátor és az alkáliföldféin-aluminát vizes szuszpenziójának elegyét) a teljes térfogatban azonos ősz- 5 szetétel elérése érdekében gondosan megkeverjük. Ezután a katalizátormasszát alak-adó szerszámba (formába) töltjük és tömöritjük. Ebben a munkafázisban helyezzük el a formába az erősítő-, merevítő-elemeket, amelyek 10 rozsdamentes acélból, alumíniumból vagy rézből készült rudak vagy perforált lemezek lehetnek. A katalizátormassza tömörítése vitán a formát hidraulikus emelővel elektromos fűtésű kemencébe helyezzük. A kemencében tőr- 15 ténik 200-600 °C hőmérsékleten a katalizátormassza hőkezelése (szinterezése). A hőkezelést végrehajthatjuk előre meghatározott időtartammal állandó hőmérsékleten, vagy fokozatos hómérsékletnövelés mellett. A színtere- 20 zés befejezése után következik 150-300 °C hőmérsékleten a katalizátormassza hidrolermikus kezelése, amikor is a promotorral aktivált vas-oxid katalizátor szemcséi cementálódnak az alkálifóldféin-aluinináttal, ami a 25 tömb mechanikai szilárdságát növeli. A hidrotermikus kezelés után a katalizátormasszát 150-200 °C hőmérsékleten szárítjuk.
A katalizátormassza szinte rezesé nek, hidrotermikus kezelésének és szárításának 30 folyamatát egy vagy több készülékben végezhetjük.
A szárítás befejezése után a formát az adott, vagy utolsó készülékből kiemeljük, a szinterezett tömböt a formából eltávolítjuk. Szoba- 35 hőmérsékletre hűtés után a tömböt csomagoljuk és a felhasználónak továbbítjuk.
Az ammóniaszintézisben alkalmazható katalizátor tömbök a fentieknek megfelelően különböző méretűek lehetnek. A méretek ki- 40 alakításánál az ammóniaszintézis reaktorának méreteit célszerű figyelembe venni.
A találmány szerinti eljárást a következő példákban ismertetjük.
2. példa
| A tömbkatalizátor méretei: | |
| külső átmérő: | 3,0 m 50 |
| belső átmérő: | 1,0 m |
| magasság: | 3,0 m. |
| Dobkeverőbe beadagolunk 52,0 | t (84 t%) |
1-3 mm szemcsenagyságú, granulált, promotorral aktivált vas-oxid katalizátort és 7,8 t 55 (szárazanyagra vonatkoztatva 15 1%) vizes kálcium-aluininát szuszpenziót, amelyben a kálcium-aluminát : víz tömegaránya 1:9. A szemcsés, promotorral aktivált vas-oxid katalizátor összetétele (t%-ban): FeO - 36,0; 60
FezOa - 57,2; AI2O3 - 2,5; K2O - 1,0; CaO 2,5; S1O2 - 0,8.
A fenti komponensek elegyét a kálciuni-aluminát egyenletes eloszlása érdekében alaposan összekeverjük. A homogén katalizátor- gg masszát formába helyezzük, 0,52 t (1 t%) mennyiségű, 16 mm átmérőjű ucélrudakat állítunk bele és tömöritjük. A továbbiakban a formát kemencébe helyezzük, amelyben a katolizátormasszál 3 órán keresztül 600 °C hőmérsékleten hökezeljük. A hőkezelés befejezése után a szinlerezett katalizátormasszát toriul mázó formához 300 °C-os frissgözt vezetünk.
Ez a hidrotermikus kezelés 1 óra időtartamú. Ezután következik a szárítás 200 °C hőmérsékleten 0,5 órán keresztül· A kemence lehűlése után a formát kivesszük és a tömböt .kiemeljük belőle.
A fentiek szerint előállított katalizátor
| tömb műszaki adatai: | |
| Nyomószilárdság (MPa) | 5,3 |
| Higroszkóposság (t%) | 0,2 |
| Hidraulikus ellenállás (MPa) | |
| 0,69 ni3/s légsebességnél | 0,004 |
Katolitikus aktivitás az uiumóniagyártásban a következő paraméterek mellett: nyomás 29,4 MPa, térfogat áram: 30 000 h*1, és
NHa (térfogat %) 15,5
19.7
20.8 20,7 16,7.
hőmérséklet (°C): 550 500 475 450 400
A tömb nyoiuószilárdsága a katalizátor redukciója után 8,0 mPa.
2. példa
A lömbkatolizálor méretei:
külső átmérő: 0,5 m belső átmérő: 0,2 m magasság: 0,5 m.
Dobkeverőbe beadagolunk 0,23 t (94,5 t%) 3-5 inm szemcsenagyságú és szabálytalan szemcse alakú, promotorral aktivált vas-oxid katalizátort és 0,0125 t (szárazanyagra vonatkoztatva 5 1%) vizes bárium-aluininát szuszpenziót, amelyben a bárium-uliiminát : viz tömegarány 1:1. A szemcsés, promotorral aktivált vas-oxid katalizátor őszszelélele (1%-ban): FeO - 36,8; Fe2O3 - 57,2; AI2O3 - 2,5; K2O - 0,8; CaO - 2,0; MgO - 0,3; SiOü - 0,4; VzOs - nyomokban.
A fenti komponensek elegyét alaposan összekeverjük, a bárium-aluminát egyenletes eloszlatása érdekében. A homogén katalizátormasszát formába helyezzük, 0,00115 t (0,5 t%) mennyiségű, 0,5 mm vastagságú, 70% szabad keresztmetszetű, perforált rézlemezeket állítunk bele, és tömöritjük. A továbbiakban a formát kemencébe rakjuk, amelyben a katolizátormasszát 5 órán át 200 °C hőmérsékleten hókezeljük (szinterezzük). A hőkezelés befejezése utón a formát a katalizátormasszával auloklávba helyezzük ét, ahol elvégezzük a hidrotermikus kezelést 150 °C-os túlhevíteti vízgőzzel, 3 óra időtartammal. Ez-47
IIU 199312 Β után az igy kezelt katalizátor-masszát kemencében, 150 °C hőmérsékleten 1 órán keresztül szárítjuk. A kemence lehűlése után a formát kivesszük és a szinterezett tömböt kiemeljük belőle.
A fentiek szerint előállított katalizátor
A szinlerezés befejezése után a formát a kalalizátormaaszával a hidrotermikus kezelésre alkalmas készülékbe helyezzük át, ahol u kuLalizálorniasszán 2 órán keresztül 5 200 °C-os lúlhevített vízgőzt vezetünk át. Ezután a formát a katalizátormasszával ketömb műszaki adatai:
menőébe helyezzük és 180 °C hőmérsékleten
Nyomószilárdság (MPa)
5,5
percig szárítjuk. A kemence lehűlése után
Higroszkóposság (tX)
0,3
a formát kivesszük és a szinterezett tömböt
Hidraulikus ellenállás (MPa)
kiemeljük belőle. A fentiek szerint előállított
0,69 m3/s légsebességnél
0,03.
katalizátor tömb műszaki adatai:
Katalitikus aktivitás az ammóniagyártásban a
Nyomószilárdság (MPa)
5,8 kővetkező paraméterek mellett
Higroszkóposság (LX)
0,05 nyomás 29,4 MPa,
Hidraulikus ellenállás (MPa)
térfogat áram: 30 000 h-1, és
0,69 ni3/s légsebességnél
0,06.
hőmérséklet (°C, Nib (térfogat X)
Katalitikus akLivilás az ammóniagyártás550
15,5
ban a következő paraméterek mellett:
500
19,6
nyomás 29,4 MPa,
475
20,8
térfogat, áram: 30 000 h'1, és
450
20,5 hőmérséklet (°CI NHi (térfogat X)
400
17,9.
550
15,3
A tömb nyomószilárdsága a katalizátor
500
20,1 redukciója után 7,7 MPa.
475
21,2
450
21,6
400
17,5.
3. példa
A tömb nyomószilárdsága a katalizátor
redukciója után 8,1 MPa.
A katalizátor tömb méretei:
külső átmérő:
1,4 m
belső átmérő:
0,5 in
Claims (1)
- SZABADALMI IGÉNYPONT magasság:1,0 m.Dobkeveróbe beadagolunk 3,5 t (89,2 1%) 5-7 mm szemcsenagyságű, granulált, promotorral aktivált vas-oxid katalizátort és 0,35 t (szárazanyagra vonatkoztatva 10 tX) vizes stroncium-aluminát szuszpenziót, amelyben a stroncium-aluminát : viz tömegarány 1:5.A szemcsés, promotorral aktivált vas-oxid katalizátor összetétele (tX-ban)FeO - 39,2; FejOe - 56,25; AI2O3 - 1,8; K2O 0,89; CaO - 1,4; SiO2 - 0,28; MgO - 0,18.A fenti komponensek elegyét alaposan összekeverjük, a stroncium-aluminát egyenletes eloszlatása érdekében. A homogén katalizátor masszát formába helyezzük, 0,028 t (0,8 tX) mennyiségű, 8 mm átmérőjű alumínium rudakat állítunk bele és Lömöritjük. A továbbiakban a formát a katalizátor massza val kemencébe helyezzük, amelyben először 300 °C hőmérsékleten 2 órán át, majd 550 °C hőmérsékleten 1 órán keresztül hőkezelünk.Eljárás ammóniaszintézisben alkalmazható töinbkatalizálor készítmény előállítására szemcsés, promotorral aktivált vas-oxid katalizá35 tor és vizes közegben szuszpendált fém-aluminát összekeverésével, a kapott masszába 0,5-1,0 tömegX erősítő-, merevitő-elemek behelyezésével és a katalizátorraassza szükséges alakra formázásával, majd 200-600 °C-os hőkezelésével, azzal jellemezve, hogy 84,0-94,5 tömegX szemcsés, promotorral aktivált vas-oxid katalizátort, 5,0-15,0 tömegX szárazanyagra vonatkoztatott alkáliföldfém-aluminát vizes szuszpenziójával, amely szuszpenzióban az alkáli-földfém-aluminát : viz tömegaránya 1:1 - 1:9, összekeverünk, az igy kapott katalizáló (-masszát az erősítő-, merevitő-elemek behelyezése és megfelelő formázása után hőkezeljük, majd 150-300 °C hőmérsékleten hídrolermikusan kezeljük és 150-200 °C hőmérsékleten száríLjuk..Kiadja az Országos Találmányi Hivatal, Budapest - A kiadásért felel: Himer Zoltán osztályvezető* R 4909 - KJK90.2695.66-13-2 Alföldi Nyomda Debrecen - Felelős vezető: Benkő István vezérigazgató
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843433532 DE3433532A1 (de) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | Block eines koernigen promotierten eisenoxidkatalysators zur ammoniaksynthese und verfahren zu seiner herstellung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HUT39629A HUT39629A (en) | 1986-10-29 |
| HU199312B true HU199312B (en) | 1990-02-28 |
Family
ID=6245243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU843587A HU199312B (en) | 1984-09-12 | 1984-09-21 | Process for producing block catalyzer preparation consists of iron oxide activated by promoter applicable in ammonia synthesis |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3433532A1 (hu) |
| HU (1) | HU199312B (hu) |
| RO (1) | RO90692B (hu) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU413707A1 (ru) * | 1971-06-30 | 1977-02-05 | Московский химико-технологический институт им. Д.И.Менделеева | Способ приготовлени катализаторных блоков дл колонн синтеза аммиака |
| SU505435A1 (ru) * | 1974-09-02 | 1976-03-05 | Преприятие П/Я Р-6603 | Катализаторный блок дл синтеза аммиака |
-
1984
- 1984-09-10 RO RO115690A patent/RO90692B/ro unknown
- 1984-09-12 DE DE19843433532 patent/DE3433532A1/de active Granted
- 1984-09-21 HU HU843587A patent/HU199312B/hu not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3433532C2 (hu) | 1988-09-15 |
| DE3433532A1 (de) | 1986-03-20 |
| RO90692A (ro) | 1987-01-30 |
| HUT39629A (en) | 1986-10-29 |
| RO90692B (ro) | 1987-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0153077A3 (en) | Process for producing antimony-containing oxide catalyst supported on silica for use in fluidized bed reaction | |
| US3888792A (en) | Catalyst of cobalt oxide and a rare earth metal oxide and its method of preparation | |
| US2200522A (en) | Catalyzer and method of preparing it | |
| US3905917A (en) | Catalyst for purifying exhaust gas | |
| JPS6171839A (ja) | 酸化物触媒前駆体組成物及びその製法 | |
| US3853790A (en) | Catalysts for the oxidation of ammonia to nitrogen oxide | |
| DE3718482C2 (hu) | ||
| US4383855A (en) | Cermets and method for making same | |
| HU199312B (en) | Process for producing block catalyzer preparation consists of iron oxide activated by promoter applicable in ammonia synthesis | |
| EP0337779A2 (en) | Process for the production of acrylonitrile | |
| JPS5976541A (ja) | プロピレン酸化用触媒の製造法 | |
| US4601992A (en) | Product and process for the production of granules of high mechanical strength and containing molecular sieve | |
| US3445402A (en) | High temperature catalysts | |
| GB1438676A (en) | Bonding and forming inorganic materials | |
| US2567140A (en) | Preparation of an iron oxide-magnesium chromate catalyst | |
| JPS6339287B2 (hu) | ||
| US4960582A (en) | Process for producing microcrystalline Co/Ti-substituted barium ferrite platelets | |
| US4315838A (en) | Catalyst preparation technique | |
| HU199313B (en) | Process for producing block catalyzer preparation consists of iron oxide activated by promoter applicable in ammonia synthesis | |
| JPS61242968A (ja) | 成形材料 | |
| US2492986A (en) | Composition for producing carbon dioxide from hydrogen and carbon containing compounds, and the process for producing the same | |
| JPS6410464B2 (hu) | ||
| JPH0256245A (ja) | 窒素酸化物除去用触媒 | |
| JPS5820903B2 (ja) | 活性アルミナ押出成形体の製造法 | |
| JPS6177621A (ja) | けい酸リチウムの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HU90 | Patent valid on 900628 | ||
| HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |