RU2247600C2 - Катализатор и способ получения аммиака - Google Patents
Катализатор и способ получения аммиака Download PDFInfo
- Publication number
- RU2247600C2 RU2247600C2 RU2000126938/04A RU2000126938A RU2247600C2 RU 2247600 C2 RU2247600 C2 RU 2247600C2 RU 2000126938/04 A RU2000126938/04 A RU 2000126938/04A RU 2000126938 A RU2000126938 A RU 2000126938A RU 2247600 C2 RU2247600 C2 RU 2247600C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- ammonia
- carrier
- ammonia synthesis
- alkali
- Prior art date
Links
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
-
- 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
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/46—Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
- B01J23/462—Ruthenium
-
- 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
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/24—Nitrogen compounds
-
- 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
Abstract
Настоящее изобретение относится к технологии синтеза аммиака, в частности к катализатору и способу получения аммиака. Описан катализатор для получения аммиака, содержащий рутений в качестве активного каталитического материала, нанесенный на носитель из нитрида бора и/или нитрида кремния. Этот катализатор может быть промотирован одним или более металлами, выбранными из щелочных или щелочно-земельных металлов или редкоземельных металлов. Описан также способ получения аммиака из синтез-газа для производства аммиака посредством контактирования синтез-газа с вышеупомянутым катализатором в условиях образования аммиака. Технический эффект - повышение термостабильности катализатора в промышленных условиях синтеза амиака. 2 н. и 2 з.п.ф-лы.
Description
Настоящее изобретение относится к технологии синтеза аммиака, в частности к катализатору и способу получения аммиака.
Известен катализатор для получения аммиака, содержащий рутений в качестве активного каталитического материала, нанесенный на углерод, например углерод, содержащий графит. Дополнительно вышеупомянутый углеродный носитель может содержать промотор, например щелочной металл (смотри патент США №4 600 571, C 01 C 1/04, 15.07.1986).
Получение аммиака осуществляют контактированием синтез-газа с вышеупомянутым катализатором в условиях образования аммиака. Обычно синтез аммиака проводят под давлением в пределах 100-400 бар и при температуре между 300°С и 600°С.
Серьезный недостаток этого известного технического решения заключается в том, что используемый носитель на основе углерода является чувствительным к гидрогенизации в промышленных условиях. Углеродный носитель медленно превращается в метан, что приводит к постепенной потере носителя и, в конечном счете, к затруднениям в работе.
Объектом настоящего изобретения является предоставление рутениевого катализатора, имеющего носитель, который стабилен в промышленных условиях синтеза аммиака.
Решение этой задачи достигается предложенным катализатором для получения аммиака, содержащим рутений в качестве активного каталитического материала, нанесенный на нитрид бора и/или нитрид кремния.
BN или Si3N4 могут быть получены либо из коммерческих источников, либо приготовлены согласно способам, известным в данной области техники. Площадь поверхности нитридного носителя предпочтительно составляет свыше 25 м2/г. Альтернативно нитридный носитель может быть получен из Si и В предшественника, который будет трансформироваться в нитрид во время обработки аммиаком.
И BN, и Si3N4 могут быть сформированы в требуемые носители способами, известными на данном уровне техники.
Рутений наносят на носитель обычными способами, например пропиткой подходящим соединением, содержащим рутений, таким как хлорид или ацетат.
Рутениевый катализатор, нанесенный на BN или Si3N4, может быть также промотирован.
Перед промотированием катализатор может быть восстановлен обработкой восстанавливающим газом, таким как водород или синтез-газ.
Промотирование может проводиться пропиткой солями промоторов. Промоторы выбирают из известных промоторов катализатора синтеза аммиака, например щелочных или щелочно-земельных металлов или редкоземельных металлов.
Промоторы могут вводиться последовательно или вместе.
Еще одним объектом настоящего изобретения является способ получения аммиака из синтез-газа для производства аммиака посредством контактирования синтез-газа с вышеупомянутым описанным катализатором в условиях образования аммиака.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1
Получение катализаторов
Носитель из нитрида бора (гексагональный, площадь поверхности 85 м2/г, размер кристалла, определенный порошковой дифракцией рентгеновских лучей, составляет 7,5 нм), пропитан нитрозонитратом рутения с получением концентрации рутения 5 мас.%. Пропитанный образец высушивают при 80°С и восстанавливают в потоке водорода при 450°С. Этот образец обозначают 5RuBN.
Другой образец получают также, но с содержанием рутения 7 мас.%. Этот образец обозначают 7RuBN. Плотность катализатора равняется приблизительно 1,5 г/мл.
Пример 2
Промотирование катализаторов цезием
5RuBN и 7RuBN пропитывают водными растворами нитрата цезия с получением концентрации цезия 3 мас.%. Эти образцы обозначают 3Cs5RuBN и 3Cs7RuBN соответственно.
Пример 3
Промотирование катализаторов барием
5RuBN и 7RuBN пропитывают водными растворами нитрата бария с получением концентрации бария 3 мас.%. Эти образцы обозначают 3Ba5RuBN и 3Ba7RuBN соответственно.
Пример 4
Испытание катализаторов
Катализаторы проверяют в изотермическом реакторе с поршневым потоком при рабочем режиме 100 бар и 400°С. Входящий газ содержит 4,5% аммиака в смеси 3:1 водорода/азота. Поток регулируют для получения 12% аммиака на выходе. При этих условиях катализаторы производят аммиак при различных скоростях, выраженных в мл аммиака, полученных на грамм катализатора в час:
Катализатор мл НН3/(г·ч)
5RuBN 140
7RuBN 190
3Cs5RuBN 1150
3Cs7RuBN 1320
3Ba5RuBN 4600
3Ba7RuBN 4930
Пример 5
Термостабильность катализаторов
Для определения стабильности катализаторов 3Ba5RuBN и 3Ba7RuBN нагревают в реакторе при 550°С в течение 1000 ч. При этих условиях концентрация аммиака на выходе составляет приблизительно 7,0%. После этой обработки катализатор вновь тестируют:
Катализатор мл NН3/(г·ч)
3Ba5RuBN 4580
3Ba7RuBN 4960
Пример 6
Пассивация и регенерация
Определяют, может ли катализатор регенерироваться после пассивации. Катализатор из примера 5 (3Ba5RuBN) обрабатывают 1000 частями на миллион кислорода в азоте в течение 10 часов и затем подвергают воздействию окружающей среды. Затем его снова загружают в реактор и проверяют в идентичных условиях:
Катализатор мл NН3/(г·ч)
3Ba5RuBN 4610
Claims (4)
1. Катализатор для получения аммиака, содержащий рутений в качестве активного каталитического материала, нанесенный на носитель, отличающийся тем, что в качестве носителя содержит нитрид бора и/или нитрид кремния.
2. Катализатор по п.1, отличающийся тем, что он промотирован одним или более металлами, выбранными из щелочных или щелочно-земельных металлов или редкоземельных металлов.
3. Способ получения аммиака из синтез-газа для производства аммиака посредством контактирования синтез-газа с катализатором, содержащим рутений в качестве активного каталитического материала, нанесенный на носитель, в условиях образования аммиака, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют катализатор, содержащий рутений в качестве активного каталитического материала, нанесенный на носитель из нитрида бора и/или нитрида кремния.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что используют катализатор, промотированный одним или более металлами, выбранными из щелочных или щелочно-земельных металлов или редкоземельных металлов.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US16215199P | 1999-10-29 | 1999-10-29 | |
| US60/162,151 | 1999-10-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000126938A RU2000126938A (ru) | 2002-08-27 |
| RU2247600C2 true RU2247600C2 (ru) | 2005-03-10 |
Family
ID=22584376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000126938/04A RU2247600C2 (ru) | 1999-10-29 | 2000-10-27 | Катализатор и способ получения аммиака |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6479027B1 (ru) |
| EP (1) | EP1095906B1 (ru) |
| JP (1) | JP2001149780A (ru) |
| KR (1) | KR20010051302A (ru) |
| CN (1) | CN1170770C (ru) |
| AT (1) | ATE285992T1 (ru) |
| AU (1) | AU779326B2 (ru) |
| CA (1) | CA2324328C (ru) |
| DE (1) | DE60017055T2 (ru) |
| MX (1) | MXPA00010606A (ru) |
| RU (1) | RU2247600C2 (ru) |
| TW (1) | TWI225035B (ru) |
| ZA (1) | ZA200006022B (ru) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040058809A1 (en) * | 2000-06-21 | 2004-03-25 | Green Hydrotec, Corp. | Method and substance for reactive catalytic combustion |
| US7723258B2 (en) * | 2000-06-21 | 2010-05-25 | Green Hydrotec Corp. | Method and substance for reactive catalytic combustion |
| ITMI20020214A1 (it) * | 2002-02-06 | 2003-08-06 | Snam Progetti | Sistema catalitico per la produzione di olefine |
| EP1391428B1 (en) * | 2002-07-11 | 2006-03-29 | Haldor Topsoe A/S | Process for the preparation of ammonia and catalyst therefore |
| CN100448530C (zh) * | 2007-05-23 | 2009-01-07 | 浙江工业大学 | 一种复合氧化物负载钌基氨合成催化剂及其制备方法 |
| CN101687657A (zh) * | 2007-06-12 | 2010-03-31 | Hsm系统公司 | 生产氨的改进方法 |
| RU2497754C2 (ru) * | 2009-01-29 | 2013-11-10 | Герт УНГАР | Устройство и способ для синтеза аммиака |
| CN102580779B (zh) * | 2012-02-06 | 2013-07-03 | 福州大学 | 以亚硝酰基硝酸钌为前驱体的氨合成催化剂及其制备方法 |
| CN103977828B (zh) * | 2013-12-10 | 2016-02-10 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 用于氨合成及氨分解的催化剂 |
| CN106163658B (zh) * | 2014-02-27 | 2019-03-15 | 国立研究开发法人科学技术振兴机构 | 负载金属催化剂和使用该催化剂的氨合成法 |
| CN104785255A (zh) * | 2015-04-21 | 2015-07-22 | 福州大学 | 一种氮掺杂活性炭为载体的钌系氨合成催化剂及其制备 |
| US20180193797A1 (en) * | 2015-07-09 | 2018-07-12 | Umicore Ag & Co. Kg | Three way catalyst having an nh3-scr activity, an ammonia oxidation activity and an adsorption capacity for volatile vanadium and tungsten compounds |
| EP4079689A1 (en) | 2016-03-01 | 2022-10-26 | Starfire Energy | Method of making an electride-supported metal catalyst |
| EP3498372B1 (en) * | 2016-08-08 | 2023-10-25 | Tokyo Institute of Technology | Method for manufacturing ammonia synthesis catalyst, and method for manufacturing ammonia |
| CN116637616A (zh) | 2017-05-15 | 2023-08-25 | 星火能源 | 一种制备催化剂载体材料的方法 |
| WO2019156029A1 (ja) * | 2018-02-07 | 2019-08-15 | 国立大学法人東京工業大学 | 複合物、触媒及びアンモニアの製造方法 |
| JPWO2019156028A1 (ja) * | 2018-02-07 | 2021-01-28 | 国立大学法人東京工業大学 | 複合物、複合物の製造方法、触媒及びアンモニアの製造方法 |
| WO2020160500A1 (en) | 2019-01-31 | 2020-08-06 | Starfire Energy | Metal-decorated barium calcium aluminum oxide catalyst for nh3 synthesis and cracking and methods of forming the same |
| CN109701586A (zh) * | 2019-03-11 | 2019-05-03 | 刘志刚 | 一种可再生氨（绿氨）合成催化剂 |
| CN111841317B (zh) * | 2019-12-12 | 2022-08-05 | 万华化学集团股份有限公司 | 一种光气分解规整填料催化剂和制备方法及一种含光气尾气处理装置和处理方法 |
| CN111185164A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-05-22 | 福州大学 | 一种以乙酸钌为前驱体的氨合成催化剂及其制备方法 |
| KR102426142B1 (ko) * | 2020-05-07 | 2022-07-28 | 한국과학기술연구원 | 육방정 구조의 지지체에 촉매금속이 담지된 촉매 및 이의 제조방법 |
| KR102594504B1 (ko) * | 2021-03-22 | 2023-10-26 | 원형일 | 암모니아의 저온 합성을 위한 질화물 촉매 및 이를 이용한 물과 공기로부터의 암모니아 저온 합성방법 |
| CN114733551A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-07-12 | 福州大学 | 一种高性能Ru基合成氨催化剂及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1558762A (en) * | 1975-07-04 | 1980-01-09 | Johnson Matthey Co Ltd | Metal or alloy coated powders |
| GB2033776B (en) | 1978-10-24 | 1983-02-09 | British Petroleum Co | Catalyst for the production of ammonia |
| GB8307612D0 (en) * | 1983-03-18 | 1983-04-27 | British Petroleum Co Plc | Ammonia production and catalysts |
| GB8410517D0 (en) * | 1984-04-25 | 1984-05-31 | Ici Plc | Ammonia synthesis |
| DE3782213T2 (de) * | 1986-07-10 | 1993-03-11 | Chiyoda Chem Eng Construct Co | Verfahren zur enthalogenierung eines halogenids und katalysator hierfuer. |
| DE3813947A1 (de) * | 1988-04-26 | 1989-11-09 | Asea Brown Boveri | Verfahren zum aufbringen einer aus edelmetallen und/oder edelmetallverbindungen bestehenden katalysatorschicht auf einen traeger aus keramischem material |
| DE3813946A1 (de) * | 1988-04-26 | 1989-11-09 | Asea Brown Boveri | Verfahren zum aufbringen einer aus edelmetallen und/oder edelmetallverbindungen bestehenden katalysatorschicht auf einen traeger aus keramischem material |
| US5004709A (en) * | 1989-03-16 | 1991-04-02 | Allied-Signal Inc. | High surface area silicon nitride and use thereof |
| US5637353A (en) * | 1990-09-27 | 1997-06-10 | Monsanto Company | Abrasion wear resistant coated substrate product |
| RU94032296A (ru) * | 1994-09-07 | 1996-07-20 | Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Способ получения керамического изделия на основе нитрида бора |
| DE19533659A1 (de) * | 1995-09-12 | 1997-03-13 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von Chlor aus Chlorwasserstoff |
| JP3672367B2 (ja) | 1995-12-20 | 2005-07-20 | 三井化学株式会社 | アンモニア合成触媒およびその製造法 |
-
2000
- 2000-10-16 DE DE60017055T patent/DE60017055T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-10-16 AT AT00122537T patent/ATE285992T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-10-16 EP EP00122537A patent/EP1095906B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-18 TW TW089121752A patent/TWI225035B/zh not_active IP Right Cessation
- 2000-10-20 US US09/692,037 patent/US6479027B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-10-26 CA CA2324328A patent/CA2324328C/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-26 ZA ZA200006022A patent/ZA200006022B/xx unknown
- 2000-10-27 AU AU69599/00A patent/AU779326B2/en not_active Expired
- 2000-10-27 MX MXPA00010606A patent/MXPA00010606A/es active IP Right Grant
- 2000-10-27 RU RU2000126938/04A patent/RU2247600C2/ru active
- 2000-10-27 JP JP2000328905A patent/JP2001149780A/ja not_active Withdrawn
- 2000-10-28 CN CNB001344188A patent/CN1170770C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-28 KR KR1020000063683A patent/KR20010051302A/ko not_active Application Discontinuation
-
2002
- 2002-09-17 US US10/244,677 patent/US6764668B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2324328C (en) | 2011-01-25 |
| DE60017055T2 (de) | 2005-05-25 |
| AU6959900A (en) | 2001-05-03 |
| JP2001149780A (ja) | 2001-06-05 |
| CN1294089A (zh) | 2001-05-09 |
| US20030017097A1 (en) | 2003-01-23 |
| MXPA00010606A (es) | 2002-07-09 |
| EP1095906A3 (en) | 2002-03-20 |
| EP1095906B1 (en) | 2004-12-29 |
| US6479027B1 (en) | 2002-11-12 |
| EP1095906A2 (en) | 2001-05-02 |
| KR20010051302A (ko) | 2001-06-25 |
| CA2324328A1 (en) | 2001-04-29 |
| TWI225035B (en) | 2004-12-11 |
| ZA200006022B (en) | 2001-08-24 |
| US6764668B2 (en) | 2004-07-20 |
| DE60017055D1 (de) | 2005-02-03 |
| CN1170770C (zh) | 2004-10-13 |
| AU779326B2 (en) | 2005-01-20 |
| ATE285992T1 (de) | 2005-01-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2247600C2 (ru) | Катализатор и способ получения аммиака | |
| RU2259234C2 (ru) | Способ получения предшественника катализатора на основе кобальта и способ получения катализатора фишера-тропша | |
| JPS61222538A (ja) | 触媒粒子およびその製造法 | |
| JPH02198639A (ja) | アンモニアから水素の取得方法 | |
| KR100264160B1 (ko) | 메탄의 이산화탄소 개질반응용 알루미나 에어로젤 담체 및이를 이용한 니켈-알루미나 촉매의 제조 방법 | |
| CN111229213A (zh) | 一种钌基催化剂的制备方法 | |
| JPS59199042A (ja) | メタノ−ル改質用触媒 | |
| AU8393198A (en) | Process for the preparation of high activity carbon monoxide hydrogenation catalysts; the catalyst compositions, and their use | |
| RU2159211C2 (ru) | Способ получения солей гидроксиламмония | |
| King et al. | The catalytic synthesis of ammonia over vanadium nitride containing oxygen: I. The reaction mechanism | |
| CN111408393A (zh) | 一种基于缔合加氢及化学链合成氨路径的Ru基催化剂及其制备方法和应用 | |
| JPS63224737A (ja) | 酸化チタン担持パラジウム触媒 | |
| US4510071A (en) | Methanol conversion process | |
| JPH02258066A (ja) | アンモニア製造用触媒 | |
| JP3860625B2 (ja) | 水素の酸化触媒、水素の選択的酸化方法、及び炭化水素の脱水素方法 | |
| JP3225078B2 (ja) | 合成ガス製造用触媒 | |
| US5155263A (en) | Process for preparing α-ketobutyric acid | |
| JP3485622B2 (ja) | アンモニア合成触媒およびアンモニア合成方法 | |
| KR20190026466A (ko) | Ni/Al2O3 촉매상에서 에탄올의 환원성 아민화 반응에 의한 에틸아민 또는 아세토니트릴의 제조방법 | |
| JPH03106445A (ja) | アンモニア製造用触媒、及びその調製方法 | |
| JPS5831977B2 (ja) | メタン製造用触媒及びその製法 | |
| KR20230071360A (ko) | 암모니아 분해 반응용 루테늄 촉매, 이의 제조 방법 및 이를 이용하여 수소를 생산하는 방법 | |
| MXPA06007478A (es) | Procedimiento de tratamiento de mezclas de metano/dioxido de carbono. | |
| JPS5829140B2 (ja) | 高カロリ−ガス製造用触媒 | |
| JPS6260940B2 (ru) |