RU2248323C2 - Method for selective oxidation of carbon monoxide in hydrogen- containing stream - Google Patents

Method for selective oxidation of carbon monoxide in hydrogen- containing stream Download PDF

Info

Publication number
RU2248323C2
RU2248323C2 RU2002120497/15A RU2002120497A RU2248323C2 RU 2248323 C2 RU2248323 C2 RU 2248323C2 RU 2002120497/15 A RU2002120497/15 A RU 2002120497/15A RU 2002120497 A RU2002120497 A RU 2002120497A RU 2248323 C2 RU2248323 C2 RU 2248323C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
carbon monoxide
catalyst
acid
temperature
Prior art date
Application number
RU2002120497/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002120497A (en
Inventor
Скотт БРАУН (US)
Скотт БРАУН
Original Assignee
Филлипс Петролеум Компани
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 Филлипс Петролеум Компани filed Critical Филлипс Петролеум Компани
Publication of RU2002120497A publication Critical patent/RU2002120497A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2248323C2 publication Critical patent/RU2248323C2/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08Heat treatment
    • B01J37/082Decomposition and pyrolysis
    • B01J37/086Decomposition of an organometallic compound, a metal complex or a metal salt of a carboxylic acid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/89Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
    • B01J23/8906Iron and noble metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/24Nitrogen compounds
    • B01J27/25Nitrates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/16Reducing
    • B01J37/18Reducing with gases containing free hydrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/50Carbon dioxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/06Washing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/12Oxidising
    • B01J37/14Oxidising with gases containing free oxygen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

FIELD: selective oxidation of carbon monoxide in hydrogen-containing stream.
SUBSTANCE: invention relates to method for selective oxidation of carbon monoxide to carbon dioxide in raw material containing hydrogen and carbon monoxide in presence of catalyst comprising platinum and iron. Catalyst may be treated with acid. Certain amount of free oxygen is blended with mixture containing hydrogen and carbon monoxide to provide second gaseous mixture having elevated ratio of oxygen/carbon monoxide. Second gaseous mixture is brought into contact with catalyst, containing substrate impregnated with platinum and iron. Carbon monoxide in the second gaseous mixture is almost fully converted to carbon dioxide, i.e. amount of carbon monoxide in product stream introduced into combustion cell is enough small and doesn't impact on catalyst operation characteristics.
EFFECT: production of hydrogen fuel for combustion cell with industrial advantages.
13 cl, 1 tbl, 4 ex

Description

Область изобретенияField of Invention

Изобретение относится к каталитическому окислению монооксида углерода. В соответствии с другими его аспектами изобретение относится к селективному окислению монооксида углерода в присутствии водорода. В соответствии с еще одним аспектом изобретение относится к каталитическим композициям, эффективным при окислении монооксида углерода. В соответствии с другим аспектом изобретение относится к удалению максимально возможного количества монооксида углерода, предпочтительно всего монооксида углерода из потока, содержащего монооксид углерода и водород, в особенности для обеспечения водородного сырья для топливных элементов.The invention relates to the catalytic oxidation of carbon monoxide. In accordance with other aspects of the invention, the invention relates to the selective oxidation of carbon monoxide in the presence of hydrogen. In accordance with another aspect, the invention relates to catalytic compositions effective in the oxidation of carbon monoxide. In accordance with another aspect, the invention relates to the removal of the maximum possible amount of carbon monoxide, preferably all carbon monoxide, from a stream containing carbon monoxide and hydrogen, in particular to provide hydrogen feed for fuel cells.

Предпосылки изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Селективное окисление монооксида углерода в обогащенных водородом потоках представляет значительный технический интерес для очистки водорода, полученного в риформинг процессе, используемого в питающем газе в синтезе аммиака.Selective oxidation of carbon monoxide in hydrogen-rich streams is of considerable technical interest for the purification of hydrogen obtained in the reforming process used in the feed gas in the synthesis of ammonia.

В последнее время указанный процесс селективного окисления, который иногда относят к предпочтительному окислению, привлекает интерес благодаря возможности использования данной технологии при обеспечении подходящего водородного топлива для топливных элементов. Поскольку монооксид углерода окисляется также с получением диоксида углерода, используемого в лазерах на диоксиде углерода, ранее было установлено, что катализатор, который является пригодным при окислении монооксида углерода для использования в лазерах на диоксиде углерода, может быть приспособлен для использования при обеспечении водорода, не содержащего монооксид углерода, предназначенного для использования в качестве исходного сырья для топливных элементов.Recently, the said selective oxidation process, which is sometimes referred to as the preferred oxidation, has attracted interest due to the possibility of using this technology to provide suitable hydrogen fuel for fuel cells. Since carbon monoxide is also oxidized to produce carbon dioxide used in carbon dioxide lasers, it has previously been found that a catalyst that is suitable for oxidizing carbon monoxide for use in carbon dioxide lasers can be adapted for use in providing hydrogen free carbon monoxide intended for use as a feedstock for fuel cells.

Топливный элемент представляет собой электрохимическое устройство, которое обеспечивает возможность превращения химической энергии топлив непосредственно в электричество. Выпускная труба топливного элемента с полиэлектролитной мембраной (РЕМ) для системы водород-воздух в настоящее время считается наилучшим средством для адаптации указанной технологии к большинству применений. Топливный элемент с РЕМ является наиболее эффективным при использовании в качестве топлива газообразного водорода. Использование топливного процессора для генерирования обогащенного водородом сырья в месте использования устраняет проблемы, связанные с хранением и распределением водородного топлива.A fuel cell is an electrochemical device that provides the ability to convert the chemical energy of fuels directly into electricity. The exhaust pipe of a fuel cell with a polyelectrolyte membrane (PEM) for the hydrogen-air system is currently considered the best way to adapt this technology to most applications. A PEM fuel cell is most effective when using hydrogen gas as a fuel. Using a fuel processor to generate hydrogen enriched feedstocks at the point of use eliminates the problems associated with the storage and distribution of hydrogen fuel.

Топливный процессор может превращать топлива, такие как спирт, бензин, сжиженный нефтяной газ или природный газ, в обогащенный водородом поток. С помощью способа риформинга с водяным паром можно получить поток, состоящий, главным образом, из водорода, диоксида углерода и монооксида углерода, но продукт при этом обычно насыщен водой. При обработке данного потока в реакторе для конверсии содержание монооксида углерода уменьшается, при этом обеспечивается относительно большее количество водорода посредством хорошо известной реакции конверсии водяного газа. Данная реакция обеспечивает продукт, который содержит от 0,2 до 2 об.% монооксида углерода, что является достаточным для отравления катализатора на основе платины на РЕМ аноде. В настоящее время установлено, что для обеспечения водородного сырья для топливных элементов, содержащего монооксид углерода на коммерчески подходящем уровне, кроме других возможных путей удаления монооксида углерода до уровня, необходимого для предотвращения отравления катализатора РЕМ, может быть использован тот же самый катализатор, который используется для рекомбинации монооксида углерода и кислорода в лазерах на диоксиде углерода. Рабочие условия для способов являются по существу различными. По сравнению с условиями, применяемыми для рекомбинации монооксида углерода и кислорода в лазерах на диоксиде углерода, удаление монооксида углерода селективным окислением потока, содержащего как монооксид углерода, так и водород, можно осуществить с использованием того же самого катализатора, который используется в лазерах на диоксиде углерода, посредством контроля увеличенного потока кислорода, подаваемого в процесс окисления, повышения рабочей температуры процесса окисления и избежания реакции между кислородом и водородом.A fuel processor can convert fuels, such as alcohol, gasoline, liquefied petroleum gas or natural gas, into a hydrogen-rich stream. Using a steam reforming process, a stream consisting mainly of hydrogen, carbon dioxide and carbon monoxide can be obtained, but the product is usually saturated with water. When this stream is processed in a conversion reactor, the carbon monoxide content is reduced, while a relatively greater amount of hydrogen is provided through the well-known water gas conversion reaction. This reaction provides a product that contains from 0.2 to 2 vol.% Carbon monoxide, which is sufficient to poison the platinum-based catalyst on the PEM anode. It has now been found that to provide hydrogen feed for fuel cells containing carbon monoxide at a commercially suitable level, in addition to other possible ways to remove carbon monoxide to the level necessary to prevent poisoning of the PEM catalyst, the same catalyst can be used that is used to recombination of carbon monoxide and oxygen in carbon dioxide lasers. The operating conditions for the methods are essentially different. Compared to the conditions used to recombine carbon monoxide and oxygen in carbon dioxide lasers, the removal of carbon monoxide by selective oxidation of a stream containing both carbon monoxide and hydrogen can be carried out using the same catalyst used in carbon dioxide lasers by controlling the increased oxygen flow supplied to the oxidation process, increasing the operating temperature of the oxidation process and avoiding the reaction between oxygen and hydrogen.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Существует потребность в обеспечении способа, который является эффективным для каталитического окисления монооксида углерода свободным кислородом. Другой целью данного изобретения является обеспечение способа превращения монооксида углерода (СО) в диоксид углерода СО2 в присутствии водорода. Желательно также обеспечить способ получения водородного топлива для топливного элемента, в котором монооксид углерода (СО) превращается в диоксид углерода (СО2) в присутствии водорода в масштабе, который является коммерчески подходящим.There is a need to provide a process that is effective for the catalytic oxidation of carbon monoxide with free oxygen. Another objective of the present invention is to provide a method for converting carbon monoxide (CO) to carbon dioxide CO 2 in the presence of hydrogen. It is also desirable to provide a method for producing hydrogen fuel for a fuel cell in which carbon monoxide (CO) is converted to carbon dioxide (CO 2 ) in the presence of hydrogen on a scale that is commercially suitable.

В соответствии с данным изобретением предлагается способ селективного окисления монооксида углерода в диоксид углерода в газообразной смеси, содержащей водород и монооксид углерода. В данном способе некоторое количество свободного кислорода смешивается с газообразной смесью, содержащей водород и монооксид углерода, с получением второй газообразной смеси, имеющей повышенное молярное отношение кислорода к монооксиду углерода. Вторую газообразную смесь подвергают контактированию с катализатором, содержащим платину и железо, пропитанные на материал носителя. Монооксид углерода во второй газообразной смеси вследствие этого по существу полностью превращается в диоксид углерода. Использованное в данном описании выражение "по существу полное превращение монооксида углерода в диоксид углерода" или подобное выражение означает, что количество монооксида углерода, присутствующее в потоке материала, поступающего в топливный элемент, является достаточно небольшим, вследствие чего не оказывается существенного влияния на функционирование катализатора РЕМ.In accordance with this invention, a method for the selective oxidation of carbon monoxide to carbon dioxide in a gaseous mixture containing hydrogen and carbon monoxide is provided. In this method, a certain amount of free oxygen is mixed with a gaseous mixture containing hydrogen and carbon monoxide to obtain a second gaseous mixture having an increased molar ratio of oxygen to carbon monoxide. The second gaseous mixture is contacted with a catalyst containing platinum and iron impregnated on the support material. Carbon monoxide in the second gaseous mixture is thereby substantially completely converted to carbon dioxide. Used in this description, the expression "essentially complete conversion of carbon monoxide to carbon dioxide" or a similar expression means that the amount of carbon monoxide present in the flow of material entering the fuel cell is small enough, so that there is no significant effect on the operation of the PEM catalyst .

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

В соответствии с данным изобретением способ окисления монооксида углерода в потоке поступающего материала, который также содержит водород, можно осуществить таким образом, что предпочтительно селективно окисляется СО, а не водород, вследствие чего обеспечивается средство для доставки потока высокочистого водорода для работы топливного элемента, в котором окисление монооксида углерода в водородном топливе может быть объединено в одно целое для генерирования обогащенного водородом сырья в месте использования.According to the invention, a method for oxidizing carbon monoxide in a feed stream that also contains hydrogen can be carried out in such a way that CO rather than hydrogen is selectively oxidized, thereby providing means for delivering a high-purity hydrogen stream for operating a fuel cell in which the oxidation of carbon monoxide in hydrogen fuel can be combined to generate hydrogen-enriched feedstocks at the point of use.

Поступающий в процесс окисления газ может быть образован любым подходящим способом, таким как смешивание перед контактированием с катализатором водорода, который содержит загрязняющую примесь монооксид углерода, с воздухом, содержащим кислород, в любом месте.The gas entering the oxidation process can be formed by any suitable method, such as mixing before contacting with a hydrogen catalyst that contains a carbon monoxide pollutant with oxygen-containing air anywhere.

Способ окисления сырья, содержащего монооксид углерода и водородный газ, можно осуществлять при любом давлении, в течение любого периода времени, при любой среднечасовой скорости подачи газа и любом объемном отношении O2 к СО, которые являются подходящими для селективного окисления СО в присутствии водорода в температурном диапазоне от около 0 до около 300°С, предпочтительно в диапазоне от около 25 до около 250°С и наиболее предпочтительно в диапазоне от около 50 до около 200°С.The method of oxidizing a feed containing carbon monoxide and hydrogen gas can be carried out at any pressure, for any period of time, at any average hourly gas supply rate and any volumetric ratio of O 2 to CO, which are suitable for the selective oxidation of CO in the presence of hydrogen in the temperature a range of from about 0 to about 300 ° C., preferably in a range of from about 25 to about 250 ° C., and most preferably in a range of from about 50 to about 200 ° C.

Давление во время процесса окисления обычно находится в диапазоне от около 68,9 до около 6890 кПа (от около 10 до около 1000 фунтов/дюйм2), предпочтительно от около 96,4 до около 1378 кПа (от около 14 до около 200 фунтов/дюйм2).The pressure during the oxidation process generally is in the range of from about 68.9 to about 6890 kPa (about 10 to about 1000 pounds / in2), preferably from about 96.4 to about 1378 kPa (about 14 to about 200 lbs / inch 2 ).

Отношение числа молей О2 в поступающем газе к числу молей СО в поступающем газе будет обычно находиться в диапазоне от около 0,5 до 8,0 моль О2/моль СО, предпочтительно от 0,5 до 4,0 моль О2/моль СО, наиболее предпочтительно от 0,5 до 1,5 моль О2/моль СО.The ratio of the number of moles of O 2 in the incoming gas to the number of moles of CO in the incoming gas will usually be in the range from about 0.5 to 8.0 mol O 2 / mol CO, preferably from 0.5 to 4.0 mol O 2 / mol CO, most preferably from 0.5 to 1.5 mol O 2 / mol CO.

Среднечасовая скорость подачи газа (куб. см поступающего газа на куб. см катализатора в час) может находиться в диапазоне от около 100 до около 200000, предпочтительно от около 5000 до около 50000.The hourly average gas flow rate (cubic cm of incoming gas per cubic cm of catalyst per hour) may range from about 100 to about 200,000, preferably from about 5,000 to about 50,000.

Количество водорода будет обычно находиться в диапазоне около 50-90 об.%, и количество СО на входе будет обычно находиться в диапазоне от около 0,1 до около 5 об.%.The amount of hydrogen will usually be in the range of about 50-90 vol.%, And the amount of CO at the inlet will usually be in the range of from about 0.1 to about 5 vol.%.

Приготовление катализатора, пригодного в данном изобретении, можно осуществить способом, раскрытым в патенте США №5017357 и патенте США №4943550, в указанных патентах раскрыты способы, в которых катализатор используется для рекомбинации монооксида углерода и кислорода для лазеров на диоксиде углерода.The preparation of the catalyst suitable in this invention can be carried out by the method disclosed in US patent No. 5017357 and US patent No. 4943550, in these patents disclosed methods in which the catalyst is used for the recombination of carbon monoxide and oxygen for carbon dioxide lasers.

В качестве материала носителя для композиции вещества, используемого в качестве катализатора в способе данного изобретения, может быть использован любой из хорошо известных материалов для носителей, содержащих оксид металла. Предпочтительными в настоящее время являются по существу чистый глинозем (оксид алюминия) диоксид титана и/или алюмомагнезиальная шпинель. Более предпочтительно материал носителя может содержать, по меньшей мере, 95 вес.% Аl2О3 или алюмината магния. Указанные материалы коммерчески легкодоступны.As the carrier material for the composition of the substance used as a catalyst in the method of the present invention, any of the well-known carrier materials containing metal oxide can be used. Preferred at present are essentially pure alumina (alumina) titanium dioxide and / or magnesia spinel. More preferably, the support material may comprise at least 95% by weight of Al 2 O 3 or magnesium aluminate. These materials are commercially readily available.

Удельная поверхность материала носителя, которая может быть определена методом BET/N2 (ASTM D3037), обычно находится в диапазоне от около 10 до около 350 м2/г. Носитель может быть сферическим, цилиндрическим, треугольным, четырехугольным, кольцеобразным, или он может иметь неправильную форму. Материал сферического носителя обычно имеет диаметр в диапазоне от около 0,2 до около 20 мм, предпочтительно от около 1 до около 5 мм.The specific surface area of the carrier material, which can be determined by the BET / N 2 method (ASTM D3037), is usually in the range from about 10 to about 350 m 2 / g. The carrier may be spherical, cylindrical, triangular, quadrangular, annular, or it may have an irregular shape. The material of the spherical support typically has a diameter in the range of from about 0.2 to about 20 mm, preferably from about 1 to about 5 mm.

Носитель может также представлять собой инертный пористый керамический материал, имеющий любую из вышеуказанных форм, при этом он может быть покрыт оксидом алюминия и/или алюмомагнезиальной шпинелью.The carrier may also be an inert porous ceramic material having any of the above forms, while it may be coated with alumina and / or magnesia spinel.

Пропитку материала носителя платиной и железом можно осуществить любым подходящим способом. Обычно соединения платины и соединения железа растворяют в подходящем растворителе, предпочтительно в воде, с получением раствора соответствующей концентрации, обычно содержащего от около 0,005 до около 5,0 г платины на см3 раствора и от около 0,005 до около 5,0 г железа на см3 раствора. Подходящие соединения как платины, так и железа представляют собой, кроме прочего, нитраты, карбоксилаты и ацетилацетонаты, при этом предпочтительными являются ацетилацетонаты. В соответствии с данным изобретением в качестве растворителей для платины или железа могут быть использованы органические растворители, такие как метанол, этанол, ацетон, этилацетат, толуол и подобные растворители. В практике предпочтителен ацетон.Impregnation of the support material with platinum and iron can be accomplished by any suitable method. Typically, platinum compounds and iron compounds are dissolved in a suitable solvent, preferably water, to obtain a solution of the appropriate concentration, usually containing from about 0.005 to about 5.0 g of platinum per cm 3 solution and from about 0.005 to about 5.0 g iron per cm 3 solutions. Suitable compounds of both platinum and iron are, but are not limited to, nitrates, carboxylates and acetylacetonates, with acetylacetonates being preferred. In accordance with this invention, organic solvents such as methanol, ethanol, acetone, ethyl acetate, toluene and the like solvents can be used as solvents for platinum or iron. In practice, acetone is preferred.

Материал носителя может быть пропитан в растворе, содержащем соединения платины и/или соединения железа, или он может быть обрызган таким раствором для пропитки носителя. Отношение пропитывающего раствора к материалу носителя обычно является таким, что конечная композиция катализатора содержит от 0,05 до около 10 вес.% платины, предпочтительно от около 0,1 до около 5 вес.% платины и от около 0,05 до около 20 вес.% железа, предпочтительно от около 0,1 до около 4 вес.% железа. В объем данного изобретения входит также использование любого весового процентного содержания платины и железа, при котором они действуют как сопромоторы окисления СО кислородом. В настоящее время предпочтительно разбрызгивать раствор, содержащий соединения обоих металлов, на носитель, но соединения металлов могут быть также добавлены по отдельности в любом порядке.The carrier material may be impregnated in a solution containing platinum compounds and / or iron compounds, or it may be sprayed with such a solution to impregnate the carrier. The ratio of the impregnating solution to the carrier material is usually such that the final catalyst composition contains from 0.05 to about 10 wt.% Platinum, preferably from about 0.1 to about 5 wt.% Platinum and from about 0.05 to about 20 weight wt.% iron, preferably from about 0.1 to about 4 wt.% iron. It is also within the scope of this invention to use any weight percent of platinum and iron in which they act as co-promoters of CO oxidation with oxygen. It is currently preferred to spray the solution containing the compounds of both metals onto the carrier, but the metal compounds may also be added individually in any order.

После пропитки материал пропитанного носителя нагревают до температуры, достаточной для удаления растворителя, использованного при пропитке. Может быть использован поток инертного газа, подаваемый через поверхность материала носителя. Для этой цели обычно достаточна температура в диапазоне до около 250°С, применяемая в течение примерно одного часа.After impregnation, the material of the impregnated carrier is heated to a temperature sufficient to remove the solvent used in the impregnation. An inert gas stream supplied through the surface of the carrier material may be used. For this purpose, a temperature in the range of up to about 250 ° C. is usually sufficient for about one hour.

Высушенный катализатор обрабатывают нагревом в окислительной атмосфере, предпочтительно в атмосфере, содержащей свободный кислород (такой как воздух), обычно при температуре в диапазоне от около 80 до около 700°С в течение времени в диапазоне от около 0,5 часа до около 10 часов. Термообработку предпочтительно осуществляют при ступенчатом увеличении температуры. Термообработку общепринято осуществляют при 150°С в течение 1 часа, при 200°С - в течение 2 часов и при 400°С - в течение 3 часов. Любая комбинация нагрева при температуре в течение времени, достаточного для прокаливания материала пропитанного носителя с целью получения, по меньшей мере, одного оксида платины, необязательно смешанного с металлической платиной, и, по меньшей мере, одного оксида железа, удовлетворяет требованиям данного изобретения.The dried catalyst is treated by heating in an oxidizing atmosphere, preferably in an atmosphere containing free oxygen (such as air), typically at a temperature in the range of about 80 to about 700 ° C. for a time in the range of about 0.5 hours to about 10 hours. The heat treatment is preferably carried out with a stepwise increase in temperature. Heat treatment is generally carried out at 150 ° C for 1 hour, at 200 ° C for 2 hours and at 400 ° C for 3 hours. Any combination of heating at a temperature for a time sufficient to calcine the impregnated support material to produce at least one platinum oxide, optionally mixed with platinum metal, and at least one iron oxide, satisfies the requirements of the present invention.

После окисления прокаленный, пропитанный платиной/железом носитель подвергают восстановительной реакции, которую можно осуществить любым подходящим способом, предпочтительно при температуре в диапазоне от около 20 до около 650°С, более предпочтительно от около 200 до около 500°С. Может быть использован любой восстановительный газ, такой как газ, содержащий водород, СО, газообразные углеводороды, такие как метан, смеси вышеуказанных веществ и подобные вещества. Предпочтительно используется газ, содержащий свободный водород, более предпочтительно газовый поток по существу чистого водорода. Стадию восстановления можно осуществлять в течение подходящего периода времени от около 1 минуты до около 20 часов, предпочтительно от около 1 часа до около 5 часов.After oxidation, the calcined, platinum / iron-impregnated support is subjected to a reduction reaction that can be carried out by any suitable method, preferably at a temperature in the range of from about 20 to about 650 ° C, more preferably from about 200 to about 500 ° C. Any reducing gas, such as a gas containing hydrogen, CO, gaseous hydrocarbons such as methane, mixtures of the above substances and the like, can be used. Preferably, a gas containing free hydrogen is used, more preferably a gas stream of substantially pure hydrogen. The recovery step can be carried out over a suitable period of time from about 1 minute to about 20 hours, preferably from about 1 hour to about 5 hours.

Восстановленный, пропитанный платиной/железом носитель может быть дополнительно обработан контактированием с любой подходящей органической или неорганической кислотой, имеющей рН менее около 7. Предпочтительно используется водный раствор азотной кислоты или карбоновой кислоты (предпочтительно уксусной кислоты). Предварительно восстановленный пропитанный платиной/железом носитель предпочтительно вымачивают (пропитывают) в примерно 0,01-16 моль/л НNО3 обычно при температуре от около 10 до около 80°С в течение периода времени от около 0,01 до около 1 часа, но достаточного для получения начального увлажнения.The reconstituted platinum / iron impregnated support may be further treated by contacting with any suitable organic or inorganic acid having a pH of less than about 7. An aqueous solution of nitric acid or carboxylic acid (preferably acetic acid) is preferably used. The pre-reduced platinum / iron-impregnated carrier is preferably soaked in (impregnated) in about 0.01-16 mol / L HNO 3, typically at a temperature of from about 10 to about 80 ° C. for a period of time from about 0.01 to about 1 hour, but enough to get the initial hydration.

После кислотной обработки пропитанный материал носителя нагревают до температуры, достаточной для удаления растворителя, используемого при кислотной обработке. Может быть использован поток инертного газа, подаваемый на материал носителя. Для этой цели обычно достаточна температура в диапазоне до около 250°С, применяемая в течение примерно часа.After acid treatment, the impregnated support material is heated to a temperature sufficient to remove the solvent used in the acid treatment. An inert gas stream supplied to the carrier material may be used. For this purpose, a temperature in the range of up to about 250 ° C. is usually sufficient for about an hour.

Высушенный, обработанный кислотой катализатор подвергают обработке нагревом в окислительной атмосфере, предпочтительно в атмосфере, содержащей свободный кислород (такой как воздух), обычно при температуре в диапазоне от около 80 до около 700°С в течение времени в диапазоне от около 0,5 часа до около 10 часов. Термообработку предпочтительно осуществляют при ступенчатом увеличении температуры. Термообработку общепринято осуществляют при 150°С в течение 1 часа, при 200°С - в течение 2 часов и при 400°С - в течение 3 часов. Любая комбинация нагрева при температуре в течение времени, достаточного для прокаливания материала пропитанного носителя с целью получения, по меньшей мере, одного оксида платины, необязательно смешанного с металлической платиной, и, по меньшей мере, одного оксида железа, удовлетворяет требованиям данного изобретения.The dried, acid-treated catalyst is subjected to heat treatment in an oxidizing atmosphere, preferably in an atmosphere containing free oxygen (such as air), typically at a temperature in the range of about 80 to about 700 ° C. for a time in the range of about 0.5 hours to about 10 hours. The heat treatment is preferably carried out with a stepwise increase in temperature. Heat treatment is generally carried out at 150 ° C for 1 hour, at 200 ° C for 2 hours and at 400 ° C for 3 hours. Any combination of heating at a temperature for a time sufficient to calcine the impregnated support material to produce at least one platinum oxide, optionally mixed with platinum metal, and at least one iron oxide, satisfies the requirements of the present invention.

Перед использованием в способе окисления монооксида углерода окисленный, обработанный кислотой, катализатор платина/железо на носителе может быть активирован стадией восстановления, которую можно осуществить любым подходящим способом, предпочтительно при температуре от около 20 до около 650°С, более предпочтительно от около 200 до около 500°С в течение времени от около 0,5 часа до около 20 часов, предпочтительно от около 1 часа до около 5 часов, для повышения активности каталитической композиции для катализа низкотемпературного окисления СО кислородом в присутствии водорода. Может быть использован любой восстановительный газ: водород, СО, парафины и подобные вещества и их смеси.Prior to use in the carbon monoxide oxidation process, an oxidized, acid-treated, supported platinum / iron catalyst can be activated by a reduction step, which can be carried out by any suitable method, preferably at a temperature of from about 20 to about 650 ° C, more preferably from about 200 to about 500 ° C for a time of from about 0.5 hours to about 20 hours, preferably from about 1 hour to about 5 hours, to increase the activity of the catalytic composition for the catalysis of low-temperature oxidation of CO ki oxygen in the presence of hydrogen. Any reducing gas may be used: hydrogen, CO, paraffins and the like, and mixtures thereof.

Следующие примеры приведены для дополнительной иллюстрации изобретения, и их не следует рассматривать как примеры, ограничивающие объем изобретения.The following examples are provided to further illustrate the invention, and should not be construed as limiting the scope of the invention.

Пример IExample I

Предшественник катализатора получали взвешиванием около 500 г сфер оксида алюминия диаметром 1/8 дюйма (0,32 см) (активированный оксид алюминия Alcoa S-100) в двух фарфоровых чашах среднего размера и прокаливали при 800°С в течение 16 часов в продутой воздухом муфельной печи. В большую фарфоровую чашу помещали 400 граммов сухого прокаленного оксида алюминия и с использованием обычной пластмассовой склянки для ручного разбрызгивания обрызгивали пропитывающим раствором, полученным растворением 8,07 г ацетилацетоната платины (II) (платина (II) 2,4 пентандионат) и 10,13 г ацетилацетоната железа (III) в примерно 650 см3 ацетона. Носитель часто перемешивали для обеспечения однородного распределения раствора. Когда примерно 1/4 часть пропитывающего раствора была нанесена на носитель, катализатор помещали в вытяжную печь и нагревали при 175°С в течение времени от 45 минут до часа, при этом происходило удаление ацетона и частичное разложение ацетилацетонатов металлов. Процессы обрызгивания, перемешивания и нагрева повторяли более трех раз. Когда весь пропитывающий раствор был использован, катализатор разделяли на равные порции, каждая весом примерно 202 грамма, и помещали в продутую воздухом муфельную печь, нагреваемую при 150°С в течение 1 часа, при 200°С в течение 2 часов и при 400°С в течение 3 часов. В результате указанной термообработки получали в качестве предшественника катализатора две 202-граммовые порции окисленных 1,0 вес.% платины/0,4 вес.% железа на оксиде алюминия.The catalyst precursor was obtained by weighing about 500 g of 1/8 inch (0.32 cm) alumina spheres (Alcoa S-100 activated alumina) in two medium-sized porcelain bowls and calcined at 800 ° C. for 16 hours in an air-blown muffle ovens. 400 grams of dry calcined alumina was placed in a large porcelain bowl and, using a conventional plastic bottle for manual spraying, were sprayed with an impregnating solution obtained by dissolving 8.07 g of platinum (II) acetylacetonate (platinum (II) 2.4 pentanedionate) and 10.13 g iron (III) acetylacetonate in about 650 cm 3 of acetone. The carrier was often mixed to ensure uniform distribution of the solution. When approximately 1/4 of the impregnating solution was applied to the support, the catalyst was placed in an exhaust furnace and heated at 175 ° C. for a period of 45 minutes to an hour, with the removal of acetone and partial decomposition of metal acetylacetonates. The processes of spraying, mixing and heating were repeated more than three times. When the entire impregnating solution was used, the catalyst was divided into equal portions, each weighing about 202 grams, and placed in an air-blown muffle furnace heated at 150 ° C for 1 hour, at 200 ° C for 2 hours and at 400 ° C within 3 hours. As a result of this heat treatment, two 202 gram portions of oxidized 1.0 wt.% Platinum / 0.4 wt.% Iron on alumina were obtained as a catalyst precursor.

Пример IIExample II

202 г порцию предшественника катализатора переносили в кварцевый реактор диаметром 2 дюйма (5,08 см), который затем устанавливали в вертикальной трубчатой печи. Катализатор активировали восстановлением в течение трех часов при 300°С и атмосферном давлении с использованием направленного вниз потока водородного газа, протекающего со скоростью около 200 см3/мин. Катализатор и реактор охлаждали в потоке водорода, затем продували азотом, в результате получали активированный катализатор. Полученный катализатор представляет собой катализатор А.A 202 g portion of the catalyst precursor was transferred to a 2 inch (5.08 cm) diameter quartz reactor, which was then installed in a vertical tube furnace. The catalyst was activated by reduction for three hours at 300 ° C and atmospheric pressure using a downward flow of hydrogen gas flowing at a speed of about 200 cm 3 / min. The catalyst and reactor were cooled in a stream of hydrogen, then purged with nitrogen, resulting in an activated catalyst. The resulting catalyst is a catalyst A.

Пример IIIExample III

Другую 202 г порцию предшественника катализатора переносили в кварцевый реактор диаметром 2 дюйма (5,08 см) и устанавливали в вертикальной трубчатой печи. Катализатор восстанавливали в течение трех часов при 300°С и атмосферном давлении с использованием направленного вниз потока водородного газа, протекающего со скоростью около 200 см3/мин. Катализатор и реактор охлаждали в потоке водорода, затем продували азотом. Свежевосстановленный катализатор вливали в большую чашу и пропитывали в вытяжном шкафу примерно 60 см3 концентрированной азотной кислоты. Пропитку кислотой осуществляли по каплям при перемешивании. Для сведения к минимуму окисления под действием атмосферного кислорода пропитку осуществляли настолько быстро, насколько это было возможно. Обработанный кислотой катализатор сушили и прокаливали в продутой воздухом муфельной печи, нагреваемой при 150°С в течение 1 часа, при 200°С в течение 2 часов и при 400°С в течение 3 часов. Катализатор переносили в кварцевый реактор диаметром 2 дюйма, который затем устанавливали в вертикальной трубчатой печи. Катализатор активировали восстановлением в течение трех часов при 300°С и атмосферном давлении с использованием направленного вниз потока водородного газа, протекающего со скоростью около 200 см3/мин. Катализатор и реактор охлаждали в потоке водорода, затем продували азотом, в результате получали активированный обработанный кислотой катализатор. Полученный катализатор представляет собой катализатор В.Another 202 g portion of the catalyst precursor was transferred to a 2-inch (5.08 cm) diameter quartz reactor and mounted in a vertical tube furnace. The catalyst was reduced for three hours at 300 ° C and atmospheric pressure using a downward flow of hydrogen gas flowing at a speed of about 200 cm 3 / min. The catalyst and reactor were cooled in a stream of hydrogen, then purged with nitrogen. The freshly reduced catalyst was poured into a large bowl and soaked in a fume hood with approximately 60 cm 3 of concentrated nitric acid. The acid impregnation was carried out dropwise with stirring. To minimize oxidation under the influence of atmospheric oxygen, the impregnation was carried out as quickly as possible. The acid-treated catalyst was dried and calcined in an air-blown muffle furnace heated at 150 ° C for 1 hour, at 200 ° C for 2 hours, and at 400 ° C for 3 hours. The catalyst was transferred to a 2 inch diameter quartz reactor, which was then mounted in a vertical tube furnace. The catalyst was activated by reduction for three hours at 300 ° C and atmospheric pressure using a downward flow of hydrogen gas flowing at a speed of about 200 cm 3 / min. The catalyst and reactor were cooled in a stream of hydrogen, then purged with nitrogen, resulting in an activated acid-treated catalyst. The resulting catalyst is a catalyst B.

Пример IVExample IV

При проведении опытов по конверсии использовали следующее оборудование. Имелись два отдельных регулятора массового расхода Brooks 5850 Е, один - для исходной смеси, содержащей СО, и другой - для потока воздуха. Содержащую СО смесь держали под высоким давлением в 30-литровом алюминиевом цилиндре. Содержащая СО смесь обычно имела содержание СО 1%, остальным до баланса был водород. Воздух подавали из системы воздухоподачи. Потоки содержащей СО смеси и воздуха объединяли на входе в снабженную рубашкой стеклянную трубку, при этом наружная рубашка была предназначена для циркуляции охлаждающей среды. Стеклянную трубку охлаждали в ванне с циркуляцией электролита и регулируемой температурой, которая могла регулировать температуру до необходимой температуры, выбранной в диапазоне от 5 до около 100°С. Катализатор загружали внутрь стеклянной трубки.When conducting experiments on conversion used the following equipment. There were two separate Brooks 5850 E mass flow controllers, one for the stock mixture containing CO, and the other for air flow. The CO-containing mixture was kept under high pressure in a 30 liter aluminum cylinder. The CO-containing mixture usually had a CO content of 1%, the rest until the balance was hydrogen. Air was supplied from the air supply system. Streams of CO-containing mixture and air were combined at the inlet of a jacketed glass tube, while the outer jacket was designed to circulate the cooling medium. The glass tube was cooled in a bath with electrolyte circulation and a controlled temperature, which could regulate the temperature to the required temperature, selected in the range from 5 to about 100 ° C. The catalyst was charged inside a glass tube.

Катализатор получали, как указано в примерах I-III. Обработанный катализатор в количестве 2,0 г загружали в стеклянную трубку с зернистым толченым кварцем, набитым в пустое пространство. Каждый катализатор предварительно обрабатывали в течение одного часа потоком водорода, протекающим через каталитический слой со скоростью 100 см3/мин, при нагреве до 97°С. Опыты осуществляли при условиях, показанных ниже в таблице. Все опыты проводили при давлении окружающей среды, GHSV (среднечасовой скорости подачи газа) 10000 см3 поступающего газа на см3 катализатора в час, при этом использовали исходное сырье, которое представляло собой 1% СО в водороде. Данные снимали каждые 15 минут, причем результаты, полученные через 30 минут, регистрировали в качестве результатов испытания.The catalyst was prepared as described in Examples I-III. The treated catalyst in an amount of 2.0 g was loaded into a glass tube with granular crushed quartz stuffed into an empty space. Each catalyst was pretreated for one hour with a stream of hydrogen flowing through the catalytic bed at a speed of 100 cm 3 / min, while heating to 97 ° C. The experiments were carried out under the conditions shown below in the table. All experiments were carried out at ambient pressure, GHSV (hourly average gas flow rate) of 10,000 cm 3 of incoming gas per cm 3 of catalyst per hour, while the feedstock, which was 1% CO in hydrogen, was used. Data was recorded every 15 minutes, with results obtained after 30 minutes being recorded as test results.

Таблица 1Table 1 Pt/Fe и Pt/Fe (обработанные кислотой) в присутствии водородаPt / Fe and Pt / Fe (acid treated) in the presence of hydrogen КатализаторCatalyst Температура реакции°СReaction temperature ° C Целевое молярное отношение О:СОTarget molar ratio O: CO Действительное молярное отношение O:СОActual molar ratio O: CO Степень конверсии O2,%The degree of conversion of O 2 % Степень конверсии СO,%The degree of conversion of CO,% Непрореагеровавший СO(об.%)Unreacted CO (vol.%) Селективность по СО2,%Selectivity for CO 2 ,% АA 8080 11 0,80.8 100,1100.1 59,359.3 0,42700.4270 75,075.0 АA 8080 22 1,61,6 99,999.9 94,994.9 0,05190,0519 61,161.1 АA 8080 2,52,5 1,91.9 99,899.8 99,999.9 0,00060,0006 51,651.6 АA 8080 2,752.75 2,12.1 99,699.6 100,0100.0 0,00000.0000 47,247.2 АA 8080 33 2,32,3 99,499,4 100,0100.0 0,00000.0000 43,343.3 ВIN 8080 11 0,80.8 100,0100.0 59,559.5 0,42900.4290 76,676.6 ВIN 8080 22 1,51,5 100,0100.0 97,097.0 0,03140,0314 62,762.7 ВIN 8080 2,52,5 1.91.9 100,0100.0 100,0100.0 0,00000.0000 51,751.7 ВIN 8080 2,752.75 2,12.1 100,0100.0 100,0100.0 0,00000.0000 47,047.0 ВIN 8080 33 2,32,3 99,999.9 100,0100.0 0,00000.0000 43,143.1 АA 2525 11 0,80.8 90,390.3 85,085.0 0,15700.1570 119,2119.2 АA 2525 1,51,5 1,21,2 87,687.6 96,596.5 0,03590,0359 93,193.1 АA 2525 22 1,61,6 84,784.7 98,098.0 0,02020,0202 74,474,4 АA 2525 33 2,32,3 80,580.5 98,998.9 0,01140.0114 52,952.9 АA 2525 44 3,13,1 78,378.3 99,099.0 0,00930.0093 41,141.1 ВIN 2525 11 0,80.8 94,694.6 88,788.7 0,12000,1200 120,7120.7 ВIN 2525 1,51,5 1,21,2 91,591.5 98,998.9 0,01160.0116 91,491.4 ВIN 2525 1,751.75 1,41.4 88,388.3 99,199.1 0,00890.0089 82,382.3 ВIN 2525 22 1,51,5 85,585.5 99,399.3 0,00720.0072 75,175.1 ВIN 2525 2,52,5 1,91.9 82,682.6 99.699.6 0,00450.0045 62,362.3 ВIN 2525 33 2,32,3 77,177.1 99,499,4 0,00570.0057 55,655.6

Данные показывают, что как Pt/Fe, так и Pt/Fe (обработанные кислотой) были эффективными в качестве катализатора при конверсии СО в СО2. Данные конверсии кислорода показывают, что обработанный кислотой катализатор имел более высокую активность, чем катализатор, который не был обработан кислотой.The data show that both Pt / Fe and Pt / Fe (treated with acid) were effective as a catalyst in the conversion of CO to CO 2 . Oxygen conversion data show that the acid-treated catalyst had a higher activity than the catalyst that was not treated with an acid.

Полученная более высокая активность имелась при всех условиях, включая очень высокие среднечасовые скорости подачи газа. При 80°С и GHSV 10000 обработанный кислотой катализатор обеспечивал слегка более высокую степень конверсии СО, в результате чего оставалось меньшее количество непрореагировавшего СО и наблюдалась более высокая селективность по СО2. При 25°С и GHSV 10000 обработанный кислотой катализатор обеспечивал более высокую степень конверсии СО, чем необработанный катализатор, что приводило к получению гораздо меньшего количества непрореагировавшего СО и повышенной селективности по СО2.The resulting higher activity was present under all conditions, including very high hourly average gas flow rates. At 80 ° C and GHSV 10000, the acid-treated catalyst provided a slightly higher degree of CO conversion, resulting in a lower amount of unreacted CO and a higher selectivity for CO 2 . At 25 ° C and GHSV 10000, the acid-treated catalyst provided a higher degree of CO conversion than the untreated catalyst, resulting in a much smaller amount of unreacted CO and increased CO 2 selectivity.

В пределах объема данного описания и приложенной формулы изобретения могут быть сделаны разумные изменения, модификации и переделки, предназначенные для различных условий и применений.Reasonable changes, modifications and alterations can be made within the scope of this description and the appended claims, designed for various conditions and applications.

Claims (13)

1. Способ селективного окисления монооксида углерода в диоксид углерода в газообразной смеси, содержащей водород и монооксид углерода, включающий1. The method of selective oxidation of carbon monoxide to carbon dioxide in a gaseous mixture containing hydrogen and carbon monoxide, including (A) смешивание количества свободного кислорода с указанной газообразной смесью, содержащей водород и монооксид углерода, с обеспечением молярного отношения кислорода к монооксиду углерода в диапазоне около 0,5-8,0 моль О2/моль СО и образованием второй газообразной смеси;(A) mixing the amount of free oxygen with said gaseous mixture containing hydrogen and carbon monoxide, providing a molar ratio of oxygen to carbon monoxide in the range of about 0.5-8.0 mol O 2 / mol CO and forming a second gaseous mixture; (B) контактирование второй газообразной смеси при температуре в диапазоне около 0°С-300°С с обработанным кислотой катализатором, содержащим платину и железо, пропитанные на материал носителя, в результате чего происходит, по существу, полное превращение монооксида углерода во второй газообразной смеси в диоксид углерода.(B) contacting the second gaseous mixture at a temperature in the range of about 0 ° C-300 ° C with an acid-treated catalyst containing platinum and iron impregnated on the support material, resulting in essentially complete conversion of carbon monoxide in the second gaseous mixture in carbon dioxide. 2. Способ по п.1, в котором материал носителя выбирают из группы, состоящей из оксида алюминия, алюмината магния и их смесей.2. The method according to claim 1, in which the carrier material is selected from the group consisting of aluminum oxide, magnesium aluminate and mixtures thereof. 3. Способ по п.2, в котором материал носителя является оксидом алюминия.3. The method according to claim 2, in which the carrier material is alumina. 4. Способ по п.1, в котором обработанный кислотой катализатор получают способом, включающим4. The method according to claim 1, in which the acid-treated catalyst is obtained by a method comprising (1) пропитку материала носителя раствором, содержащим соединение платины, и раствором, содержащим соединение железа, в результате чего обеспечивается пропитанная смесь, включающая материал пропитанного носителя, содержащее платину пропитывающее соединение, содержащее железо пропитывающее соединение, и растворитель;(1) impregnating the support material with a solution containing a platinum compound and a solution containing an iron compound, thereby providing an impregnated mixture comprising an impregnated support material, a platinum impregnating compound, an iron containing impregnating compound, and a solvent; (2) нагрев пропитанной смеси при температуре и в течение времени, достаточных для, по меньшей мере, частичного удаления растворителя, в результате чего обеспечивается высушенная каталитическая смесь;(2) heating the impregnated mixture at a temperature and for a time sufficient to at least partially remove the solvent, thereby providing a dried catalyst mixture; (3) необязательное повторение стадий (1) и (2), по меньшей мере, один раз;(3) optionally repeating steps (1) and (2) at least once; (4) нагрев высушенной каталитической смеси в присутствии газа, содержащего кислород, при окислительных условиях с получением окисленной каталитической смеси;(4) heating the dried catalyst mixture in the presence of an oxygen-containing gas under oxidizing conditions to obtain an oxidized catalyst mixture; (5) нагрев окисленной каталитической смеси в присутствии восстановительной атмосферы в восстановительных условиях с получением восстановленной каталитической смеси;(5) heating the oxidized catalyst mixture in the presence of a reducing atmosphere under reducing conditions to obtain a reduced catalyst mixture; (6) контактирование восстановленной каталитической смеси с кислотой с получением обработанной кислотой каталитической смеси и(6) contacting the reduced catalyst mixture with an acid to obtain an acid-treated catalyst mixture and (7) контактирование обработанной кислотой каталитической смеси с атмосферой, содержащей свободный кислород, при температуре и в течение времени, достаточных для обеспечения окисленной, обработанной кислотой каталитической смеси.(7) contacting the acid-treated catalyst mixture with an atmosphere containing free oxygen at a temperature and for a time sufficient to provide an oxidized, acid-treated catalyst mixture. 5. Способ по п.4, в котором окисленную каталитическую смесь контактируют с атмосферой, содержащей водород, при температуре и в течение времени, достаточных для обеспечения восстановленной, окисленной каталитической смеси.5. The method according to claim 4, in which the oxidized catalytic mixture is contacted with an atmosphere containing hydrogen at a temperature and for a time sufficient to provide a reduced, oxidized catalytic mixture. 6. Способ по п.5, в котором материал носителя выбирают из группы, состоящей из оксида алюминия, алюмината магния и их смесей.6. The method according to claim 5, in which the carrier material is selected from the group consisting of aluminum oxide, magnesium aluminate and mixtures thereof. 7. Способ по п.6, в котором материал носителя является оксидом алюминия.7. The method according to claim 6, in which the carrier material is alumina. 8. Способ по п.5, в котором температура, при которой нагревают пропитанную смесь, находится в диапазоне около 125-225°С и время, в течение которого нагревают пропитанную смесь, находится в диапазоне около 0,5-1,5 ч.8. The method according to claim 5, in which the temperature at which the impregnated mixture is heated is in the range of about 125-225 ° C and the time during which the impregnated mixture is heated is in the range of about 0.5-1.5 hours 9. Способ по п.8, в котором температура, при которой высушенную каталитическую смесь контактируют с атмосферой, содержащей свободный кислород, находится в диапазоне около 100-600°С и время, в течение которого нагревают пропитанную смесь, находится в диапазоне около 0,5-1,5 ч.9. The method according to claim 8, in which the temperature at which the dried catalytic mixture is in contact with an atmosphere containing free oxygen is in the range of about 100-600 ° C and the time during which the impregnated mixture is heated is in the range of about 0, 5-1.5 hours 10. Способ по п.4, в котором кислота, используемая при кислотной обработке, является азотной кислотой.10. The method according to claim 4, in which the acid used in the acid treatment is nitric acid. 11. Способ по п.5, в котором температура, при которой окисленную каталитическую смесь контактируют с атмосферой, содержащей водород, находится в диапазоне около 200-400°С и время, в течение которого окисленную каталитическую смесь контактируют с атмосферой, содержащей водород, находится в диапазоне около 2-4 ч.11. The method according to claim 5, in which the temperature at which the oxidized catalytic mixture is in contact with an atmosphere containing hydrogen is in the range of about 200-400 ° C and the time during which the oxidized catalytic mixture is in contact with an atmosphere containing hydrogen is in the range of about 2-4 hours 12. Способ селективного окисления монооксида углерода в диоксид углерода в газообразной смеси, содержащей водород и монооксид углерода, включающий:12. A method for the selective oxidation of carbon monoxide to carbon dioxide in a gaseous mixture containing hydrogen and carbon monoxide, including: (А) смешивание количества свободного кислорода с указанной газообразной смесью, содержащей водород и монооксид углерода, с обеспечением молярного отношения кислорода к монооксиду углерода в диапазоне около 0,5-8,0 моль О2/моль СО и образованием второй газообразной смеси;(A) mixing the amount of free oxygen with said gaseous mixture containing hydrogen and carbon monoxide, providing a molar ratio of oxygen to carbon monoxide in the range of about 0.5-8.0 mol O 2 / mol CO and forming a second gaseous mixture; (В) контактирование второй газообразной смеси при температуре в диапазоне около 0-300°С с катализатором, содержащим платину и железо, пропитанные на материал носителя, в результате чего происходит, по существу, полное превращение монооксида углерода во второй газообразной смеси в диоксид углерода, где катализатор получают способом, включающим:(B) contacting the second gaseous mixture at a temperature in the range of about 0-300 ° C. with a catalyst containing platinum and iron impregnated on the support material, resulting in the substantially complete conversion of carbon monoxide in the second gaseous mixture to carbon dioxide, where the catalyst is obtained by a method including: (1) пропитку материала носителя раствором, содержащим соединение платины, и раствором, содержащим соединение железа, в результате чего обеспечивается пропитанная смесь, включающая материал пропитанного носителя, содержащее платину пропитывающее соединение, содержащее железо пропитывающее соединение, и растворитель;(1) impregnating the support material with a solution containing a platinum compound and a solution containing an iron compound, thereby providing an impregnated mixture comprising an impregnated support material, a platinum impregnating compound, an iron containing impregnating compound, and a solvent; (2) нагрев пропитанной смеси при температуре и в течение времени, достаточных для, по меньшей мере, частичного удаления растворителя, в результате чего обеспечивается высушенная каталитическая смесь;(2) heating the impregnated mixture at a temperature and for a time sufficient to at least partially remove the solvent, thereby providing a dried catalyst mixture; (3) необязательное повторение стадий (1) и (2), по меньшей мере, один раз;(3) optionally repeating steps (1) and (2) at least once; (4) нагрев высушенной каталитической смеси в присутствии газа, содержащего кислород, при окислительных условиях с получением окисленной каталитической смеси;(4) heating the dried catalyst mixture in the presence of an oxygen-containing gas under oxidizing conditions to obtain an oxidized catalyst mixture; (5) нагрев окисленной каталитической смеси в присутствии восстановительной атмосферы в восстановительных условиях с получением восстановленной каталитической смеси;(5) heating the oxidized catalyst mixture in the presence of a reducing atmosphere under reducing conditions to obtain a reduced catalyst mixture; (6) контактирование восстановленной каталитической смеси с кислотой с получением обработанной кислотой каталитической смеси и(6) contacting the reduced catalyst mixture with an acid to obtain an acid-treated catalyst mixture and (7) контактирование обработанной кислотой каталитической смеси с атмосферой, содержащей свободный кислород, при температуре и в течение времени, достаточных для обеспечения окисленной, обработанной кислотой каталитической смеси.(7) contacting the acid-treated catalyst mixture with an atmosphere containing free oxygen at a temperature and for a time sufficient to provide an oxidized, acid-treated catalyst mixture. 13. Способ по п.12, в котором процесс получения катализатора включает дополнительную стадию:13. The method according to item 12, in which the process for producing a catalyst includes an additional step: (8) контактирование окисленной, обработанной кислотой каталитической смеси с атмосферой, содержащей водород, при температуре и в течение времени, достаточных для обеспечения восстановленной, окисленной, обработанной кислотой каталитической смеси.(8) contacting the oxidized, acid-treated catalyst mixture with an atmosphere containing hydrogen at a temperature and for a time sufficient to provide a reduced, oxidized, acid-treated catalyst mixture.
RU2002120497/15A 1999-12-28 2000-11-10 Method for selective oxidation of carbon monoxide in hydrogen- containing stream RU2248323C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US47315799A 1999-12-28 1999-12-28
US09/473,157 1999-12-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002120497A RU2002120497A (en) 2004-01-27
RU2248323C2 true RU2248323C2 (en) 2005-03-20

Family

ID=23878436

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002120497/15A RU2248323C2 (en) 1999-12-28 2000-11-10 Method for selective oxidation of carbon monoxide in hydrogen- containing stream

Country Status (11)

Country Link
EP (1) EP1257502A4 (en)
JP (1) JP2003519067A (en)
KR (1) KR20020074465A (en)
CN (1) CN1414923A (en)
AU (1) AU774521B2 (en)
BR (1) BR0016815A (en)
CA (1) CA2395761A1 (en)
MX (1) MXPA02006437A (en)
NO (1) NO20023180L (en)
RU (1) RU2248323C2 (en)
WO (1) WO2001047806A1 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020061277A1 (en) 2000-09-25 2002-05-23 Engelhard Corporation Non-pyrophoric water-gas shift reaction catalysts
JP4812248B2 (en) 2003-01-22 2011-11-09 日東電工株式会社 Fuel cell
US7029640B2 (en) 2003-06-17 2006-04-18 Conocophillips Company Process for selective oxidation of carbon monoxide in a hydrogen containing stream
US20050255028A1 (en) * 2004-05-17 2005-11-17 Jianhua Yao Process for selective oxidation of carbon monoxide in a hydrogen containing stream
KR101193163B1 (en) * 2005-10-21 2012-10-19 삼성에스디아이 주식회사 Catalyst for oxidizing carbon monoxide and method of producing the same
ES2547913T3 (en) * 2006-05-08 2015-10-09 Virent, Inc. Methods to generate polyols
US7439206B2 (en) 2006-07-18 2008-10-21 Conocophillips Company Process for selective oxidation of carbon monoxide in a hydrogen containing stream
US20180029003A1 (en) * 2015-02-25 2018-02-01 SGC Energia Co., LLC Systems, methods, and apparatuses for fischer-tropsch reactor cascade

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5017357A (en) * 1989-06-14 1991-05-21 Phillips Petroleum Company Catalytic process for oxidation of carbon monoxide
US6093670A (en) * 1998-12-11 2000-07-25 Phillips Petroleum Company Carbon monoxide oxidation catalyst and process therefor

Also Published As

Publication number Publication date
MXPA02006437A (en) 2002-11-29
RU2002120497A (en) 2004-01-27
AU2923901A (en) 2001-07-09
EP1257502A4 (en) 2007-04-25
NO20023180L (en) 2002-08-19
WO2001047806A1 (en) 2001-07-05
CA2395761A1 (en) 2001-07-05
AU774521B2 (en) 2004-07-01
JP2003519067A (en) 2003-06-17
CN1414923A (en) 2003-04-30
BR0016815A (en) 2002-10-01
KR20020074465A (en) 2002-09-30
NO20023180D0 (en) 2002-06-28
EP1257502A1 (en) 2002-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7906098B2 (en) Method for making hydrogen using a gold containing water-gas shift catalyst
WO2002038268A1 (en) Catalyst for hydrocarbon reforming and method of reforming hydrocarbon with the same
JP2002543032A (en) Method for converting carbon monoxide and water in a reformate stream and apparatus therefor
KR20070082822A (en) Hydrocarbon reforming catalyst, method for manufacturing the same and a fuel treatment device comprising the same
RU2248323C2 (en) Method for selective oxidation of carbon monoxide in hydrogen- containing stream
CN102361816A (en) Process for producing hydrogen from methanol
EP1442791A1 (en) Method for preparing catalyst for carbon monoxide shift reaction
US7029640B2 (en) Process for selective oxidation of carbon monoxide in a hydrogen containing stream
CN114308063B (en) PtCo/Co 3 O 4-x -Al 2 O 3 Multi-interface structure catalyst and preparation method and application thereof
US7514057B2 (en) Process for selective oxidation of carbon monoxide in a hydrogen containing stream
RU2323044C1 (en) Catalyst, method of preparation thereof, and a method treating hydrogen-containing gas mixtures to remove carbon monoxide
JP4970719B2 (en) CO removal catalyst and method for producing the same
JP4820106B2 (en) Method for reducing CO selective oxidation catalyst
JP2009149762A (en) Fuel oil for hydrogen preparation, and hydrogen preparation using it
RU2191070C1 (en) Catalyst, method of preparation thereof, and method for treatment of hydrogen- rich gas mixtures to remove carbon monoxide
CN117380217A (en) Catalyst for dehydrogenation reaction of organic liquid and preparation method thereof
JP2005262040A (en) Method for controlling catalytic activity
JP4705375B2 (en) Method for stabilizing and activating CO removal catalyst
JPS62149341A (en) Production of silica-carrier catalyst containing rhodium
RU2211081C1 (en) Method of treating hydrogen-containing gas mixture to remove carbon monoxide
Shen et al. Highly stable CuFe1. 2Al. 8O4 catalyst with low CO selectivity for hydrogen production in HT‐PEMFCs application
CA2739542C (en) Method for making hydrogen using a gold containing water-gas shift catalyst
JP2004000949A (en) Catalyst for removing co in hydrogen rich gas based on water gas shift reaction, treatment apparatus using the catalyst and treatment method
US20050255028A1 (en) Process for selective oxidation of carbon monoxide in a hydrogen containing stream
JPH0468976B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20071111