RU2248932C1 - Catalyst (options), method for preparation thereof (options) and synthesis gas generation method (option) - Google Patents

Catalyst (options), method for preparation thereof (options) and synthesis gas generation method (option) Download PDF

Info

Publication number
RU2248932C1
RU2248932C1 RU2003130314/15A RU2003130314A RU2248932C1 RU 2248932 C1 RU2248932 C1 RU 2248932C1 RU 2003130314/15 A RU2003130314/15 A RU 2003130314/15A RU 2003130314 A RU2003130314 A RU 2003130314A RU 2248932 C1 RU2248932 C1 RU 2248932C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oxide
catalyst
porous
thickness
mixture
Prior art date
Application number
RU2003130314/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.Н. Павлова (RU)
С.Н. Павлова
С.Ф. Тихов (RU)
С.Ф. Тихов
В.А. Садыков (RU)
В.А. Садыков
О.И. Снегуренко (RU)
О.И. Снегуренко
ницкий В.Ю. Уль (RU)
В.Ю. Ульяницкий
Т.Г. Кузнецова (RU)
Т.Г. Кузнецова
И.А. Золотарский (RU)
И.А. Золотарский
В.А. Кузьмин (RU)
В.А. Кузьмин
З.Ю. Востриков (RU)
З.Ю. Востриков
Л.Н. Боброва (RU)
Л.Н. Боброва
В.А. Кириллов (RU)
В.А. Кириллов
В.Н. Пармон (RU)
В.Н. Пармон
нин В.А. Соб (RU)
В.А. Собянин
Original Assignee
Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук
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 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук filed Critical Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук
Priority to RU2003130314/15A priority Critical patent/RU2248932C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2248932C1 publication Critical patent/RU2248932C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

FIELD: alternate fuel manufacture catalysts.
SUBSTANCE: invention relates to generation of synthesis gas employed in large-scale chemical processes such as synthesis of ammonia, methanol, higher alcohols and aldehydes, in Fischer-Tropsch process, and the like, as reducing gas in ferrous and nonferrous metallurgy, metalworking, and on gas emission detoxification plants. Synthesis gas is obtained via catalytic conversion of mixture containing hydrocarbon or hydrocarbon mixture and oxygen-containing component. Catalyst is a complex composite containing mixed oxide, simple oxide, transition and/or precious element. Catalyst comprises metal-based carrier representing either layered ceramics-metal material containing nonporous or low-porosity oxide coating, ratio of thickness of metallic base to that of above-mentioned oxide coating ranging from 10:1 to 1:5, or ceramics-metal material containing nonporous or low-porosity oxide coating and high-porosity oxide layer, ratio of thickness of metallic base to that of nonporous or low-porosity oxide coating ranging from 10:1 to 1:5 and ratio of metallic base thickness to that of high-porosity oxide layer from 1:10 to 1:5. Catalyst is prepared by applying active components onto carrier followed by drying and calcination.
EFFECT: increased heat resistance and efficiency of catalyst at short contact thereof with reaction mixture.
13 cl, 2 tbl, 17 ex

Description

Изобретение относится к процессу получения синтез-газа путем каталитического превращения углеводородов в присутствии кислородсодержащих газов и/или паров воды и к катализаторам для этого процесса.The invention relates to a process for producing synthesis gas by catalytic conversion of hydrocarbons in the presence of oxygen-containing gases and / or water vapor and to catalysts for this process.

Синтез-газ (смесь водорода и оксида углерода) широко используется в крупнотоннажных химических процессах, таких как синтез аммиака, метанола, высших спиртов и альдегидов, в процессе Фишера-Тропша и др. Синтез-газ применяют в качестве восстановительного газа в черной и цветной металлургии, металлообработке, используют в экологических установках по обезвреживанию газовых выбросов. Перспективными и чрезвычайно быстро развивающимися новыми сферами использования синтез-газа и получаемого из него водорода являются автотранспорт и малая энергетика. В автомобилестроении синтез-газ или водород можно использовать как добавку к основному топливу в двигателях внутреннего сгорания или как топливо для двигателя на основе топливных элементов. В энергетике синтез-газ и водород можно применять в сочетании с топливными элементами или газовыми турбинами для производства экологически чистых тепла и энергии.Synthesis gas (a mixture of hydrogen and carbon monoxide) is widely used in large-capacity chemical processes, such as the synthesis of ammonia, methanol, higher alcohols and aldehydes, in the Fischer-Tropsch process, etc. Synthesis gas is used as a reducing gas in ferrous and non-ferrous metallurgy , metalworking, used in environmental installations for the neutralization of gas emissions. Promising and extremely rapidly developing new areas for the use of synthesis gas and the hydrogen produced from it are motor vehicles and small-scale energy. In the automotive industry, synthesis gas or hydrogen can be used as an additive to the main fuel in internal combustion engines or as fuel for an engine based on fuel cells. In the energy sector, synthesis gas and hydrogen can be used in combination with fuel cells or gas turbines to produce environmentally friendly heat and energy.

Традиционным способом получения синтез-газа является эндотермический процесс паровой конверсии природного газа на никелевых катализаторах [J.R.Rostrup-Nielsen, Production of synthesis gas, Catalysis Today, 1993, v.l8, 305-324; B.C.Арутюнов, O.B.Крылов. Окислительные превращения метана. Москва: Наука, 1998]. Этот процесс характеризуется чрезвычайно высокой капиталоемкостью, высокими эксплуатационными затратами и значительными выбросами оксидов азота при факельном обогреве трубчатых риформеров.The traditional method of producing synthesis gas is the endothermic process of steam conversion of natural gas on nickel catalysts [J.R. Rostrup-Nielsen, Production of synthesis gas, Catalysis Today, 1993, v. 28, 305-324; B.C. Arutyunov, O.B. Krylov. Oxidative transformations of methane. Moscow: Nauka, 1998]. This process is characterized by extremely high capital intensity, high operating costs and significant emissions of nitrogen oxides during torch heating of tubular reformers.

Альтернативный способ получения синтез-газа - селективное каталитическое окисление углеводородов кислородом (СКО) [S.C.Tsang, J.B.Claridge and M.L.H.Green, Recent advances in the conversion of methane to synthesis gas, Catalysis Today, 1995, v.23, 3-15]. В отличие от паровой конверсии природного газа СКО имеет большую селективность, является экзотермичным процессом и эффективно протекает при малых временах контакта, что дает возможность проводить его в автотермическом режиме и уменьшить размеры реактора [D.A.Hickman, L.D.Schmidt, Synthesis gas formation by direct oxidation of methane, in "Catalytic Selective Oxidation", ACS Symposium series, 1993, p.416-426; P.M.Tomiainen, X.Chu and L.D.Schmidt, Comparison of monolith-supported metals for the direct oxidation of methane to syngas, J.Catal., 1994, v.146, 1-10] и, тем самым, снизить как энергозатраты, так и капитальные вложения. Проведение одновременно экзотермической реакции СКО и эндотермической паровой конверсии природного газа на одном катализаторе позволяет осуществлять процесс получения смесей водорода и оксида углерода, обогащенных водородом, в автотермическом режиме [J.W.Jenkins and Е. Shutt, The Hot SpotTM Reactor, Platinum Metals Review, 1989, 33 (3), 118-127].An alternative method for producing synthesis gas is selective catalytic oxidation of hydrocarbons by oxygen (RMS) [SCTsang, JBClaridge and MLH Green, Recent advances in the conversion of methane to synthesis gas, Catalysis Today, 1995, v.23, 3-15]. In contrast to steam conversion of natural gas, RMS has a high selectivity, is an exothermic process, and proceeds efficiently at short contact times, which makes it possible to conduct it in an autothermal mode and reduce the reactor size [DAHickman, LDSchmidt, Synthesis gas formation by direct oxidation of methane, in "Catalytic Selective Oxidation", ACS Symposium series, 1993, p. 416-426; PMTomiainen, X. Chu and LDSchmidt, Comparison of monolith-supported metals for the direct oxidation of methane to syngas, J. Catal., 1994, v.146, 1-10] and thereby reduce both energy and capital expenditures attachments. Carrying out simultaneously the exothermal reaction of standard deviation and endothermic steam conversion of natural gas on one catalyst allows the process of obtaining mixtures of hydrogen and carbon monoxide enriched with hydrogen in autothermal mode [JWJenkins and E. Shutt, The Hot Spot TM Reactor, Platinum Metals Review, 1989, 33 (3), 118-127].

Селективность реакции СКО в отношении целевых продуктов (оксид углерода и водород) зависит от различных факторов, однако важнейшим является химический состав активного компонента. Изучение процесса СКО метана в пилотной установке на блочном катализаторе, содержащем Pt-Pd [J.К.Hoshmuth, Catalytic partial oxidation of methane over monolith supported catalyst, Appl. Catal., B: Environmental, v.l (1992) 89], показало, что в лобовом слое блока протекает полное окисление метана, а в последующих слоях - паровая и углекислотная конверсия метана, вследствие чего по длине блока наблюдается большой градиент температуры. Таким образом, для получения максимальных выходов целевого продукта - синтез-газа - катализатор должен содержать активный компонент, обеспечивающий высокую активность в реакциях конверсии и СКО.The selectivity of the RMS reaction in relation to the target products (carbon monoxide and hydrogen) depends on various factors, however, the chemical composition of the active component is most important. Study of the methane RMSE process in a pilot installation on a block catalyst containing Pt-Pd [J.K. Hoshmuth, Catalytic partial oxidation of methane over monolith supported catalyst, Appl. Catal., B: Environmental, v.l (1992) 89], showed that complete oxidation of methane occurs in the frontal layer of the block, and steam and carbon dioxide conversion of methane in subsequent layers, as a result of which a large temperature gradient is observed along the length of the block. Thus, in order to obtain maximum yields of the target product — synthesis gas — the catalyst must contain an active component that provides high activity in the conversion and SCO reactions.

Для проведения процесса СКО при малых временах контакта ~10-2 c используют Pt-Rh сетки или 10 мас.% Rh/блочный носитель, что очень дорого и экономически невыгодно [D.A.Hickman, L.D.Schmidt, Synthesis gas formation by direct oxidation of methane, in "Catalytic Selective Oxidation", ACS Symposium series, 1993, p.416-426. P.M.Tomiainen, X.Chu and L.D.Schmidt, Comparison of monolith-supported metals for the direct oxidation of methane to syngas, J.Catal., 1994, v.146, 1-10].To carry out the RMS process at short contact times of ~ 10 -2 s, Pt-Rh meshes or 10 wt.% Rh / block carrier are used, which is very expensive and economically disadvantageous [DAHickman, LDSchmidt, Synthesis gas formation by direct oxidation of methane, in " Catalytic Selective Oxidation ", ACS Symposium series, 1993, p. 416-426. PMTomiainen, X. Chu and LDSchmidt, Comparison of monolith-supported metals for the direct oxidation of methane to syngas, J. Catal., 1994, v. 146, 1-10].

Известен способ получения водорода [WO 9948805, С 01 В 3/40, 30.09.00] путем проведения СКО и паровой конверсии углеводородов на одном катализаторе в автотермическом режиме: паровую конверсию проводят при введении пара в смесь углеводорода и кислородсодержащего газа после того, как начался процесс СКО и установился автотермический режим. В качестве катализатора используют родий, нанесенный на термостойкий носитель, содержащий смесь оксидов церия и циркония при весовом отношении Ce/Zr от 0,05 до 19.A known method of producing hydrogen [WO 9948805, C 01 B 3/40, 09/30/00] by means of the standard deviation and steam conversion of hydrocarbons on one catalyst in an autothermal mode: steam conversion is carried out by introducing steam into a mixture of hydrocarbon and oxygen-containing gas after it has begun the RMS process and the autothermal mode was established. Rhodium supported on a heat-resistant carrier containing a mixture of cerium and zirconium oxides with a Ce / Zr weight ratio of 0.05 to 19 is used as a catalyst.

Известен способ СКО метана для получения оксида углерода и водорода [US 5149464, С 01 В 3/26, 1992] при температуре 650-900°С и объемной скорости 40000-80000 ч-1 (0,05-0,09 с) в присутствии катализатора, представляющего собой либо переходный металл, или его оксид, нанесенный на термостабильный оксид одного из элементов (М): Mg, В, Al, Ln, Ga, Si, Ti, Zr, Hf, либо перовскитоподобный смешанный оксид общей формулы MxM′yOz со структурой пирохлора, где М′-переходный металл, в том числе элементы 8 группы. Атомное отношение элемента 8 группы к сумме неблагородных элементов в этих соединениях 1:1 или 3:1, и содержание благородных металлов составляет 32,9-48 мас.%. Конверсия метана в присутствии смешанных оксидов Pr2Ru207, Eu2Ir2O7, La2MgPtO6, при объемной скорости 40000 ч-1 и 777°С не превышает 94%, а увеличение объемной скорости до 80000 ч-1 приводит к снижению конверсии метана до 73% и селективности по СО и водороду до 82 и 90% соответственно.The known method of the RMS of methane for producing carbon monoxide and hydrogen [US 5149464, 01 B 3/26, 1992] at a temperature of 650-900 ° C and a space velocity of 40,000-80000 h -1 (0.05-0.09 s) the presence of a catalyst, which is either a transition metal or its oxide supported on a thermostable oxide of one of the elements (M): Mg, B, Al, Ln, Ga, Si, Ti, Zr, Hf, or a perovskite-like mixed oxide of the general formula M x M ′ y O z with a pyrochlore structure, where M’ is a transition metal, including elements of group 8. The atomic ratio of the element of group 8 to the sum of the base metals in these compounds is 1: 1 or 3: 1, and the content of precious metals is 32.9-48 wt.%. The methane conversion in the presence of mixed oxides Pr 2 Ru 2 0 7 , Eu 2 Ir 2 O 7 , La 2 MgPtO 6 , at a space velocity of 40,000 h -1 and 777 ° C does not exceed 94%, and an increase in the space velocity to 80,000 h -1 leads to a decrease in methane conversion to 73% and selectivity for CO and hydrogen to 82 and 90%, respectively.

В европейском патенте [ЕР 303438, С 01 В 3/38, 15.02.89] для получения смеси водорода и оксида углерода предлагают способ СКО углеводородов при контакте реакционной смеси, содержащей углеводород, кислород или кислородсодержащий газ и, необязательно, пары воды, с катализатором в зоне селективного каталитического окисления. Зона СКО содержит катализатор с соотношением геометрическая поверхность/объем не менее 5 см2/см3. Катализатор может содержать благородные металлы, никель, кобальт, хром, церий, лантан и их смесь, нанесенные на термостойкий оксидный носитель, в том числе кордиерит, муллит, титанат алюминия, циркониевая шпинель, оксид алюминия. В то же время в патенте ЕР №303438 утверждают, что скорость реакции парциального окисления лимитируется скоростью массообмена и не зависит от химической природы катализатора, что позволяет в этом случае использовать материалы, не проявляющие каталитическую активность, но обеспечивающие необходимое соотношение геометрическая поверхность/объем. Процесс проводят при температурах в интервале 760-1090°С и объемной скорости от 20000 до 500000 ч-1.In the European patent [EP 303438, C 01 B 3/38, 02/15/89] to obtain a mixture of hydrogen and carbon monoxide, a method of RMS of hydrocarbons is proposed by contacting a reaction mixture containing a hydrocarbon, oxygen or an oxygen-containing gas and, optionally, water vapor, with a catalyst in the zone of selective catalytic oxidation. The SKO zone contains a catalyst with a geometric surface / volume ratio of at least 5 cm 2 / cm 3 . The catalyst may contain noble metals, nickel, cobalt, chromium, cerium, lanthanum and a mixture thereof deposited on a heat-resistant oxide carrier, including cordierite, mullite, aluminum titanate, zirconium spinel, aluminum oxide. At the same time, in patent EP No. 303438 it is stated that the partial oxidation reaction rate is limited by the mass transfer rate and does not depend on the chemical nature of the catalyst, which makes it possible in this case to use materials that do not exhibit catalytic activity but provide the necessary geometric surface / volume ratio. The process is carried out at temperatures in the range of 760-1090 ° C and a space velocity from 20,000 to 500,000 h -1 .

В патентах [RU 2115617, С 01 В 3/38, 20.07.98; RU 2136581, C 01 B 3/38, 10.09.99; RU 2137702, C 01 B 3/38, 20.09.99; RU 2123471, C 01 B 3/38, 20.12.98; US 5486313, С 07 С 1/02 23.01.1996 и US 5639401, С 07 С 1/02, 17.06.97] предлагают способ СКО углеводородов, в том числе серусодержащих (0,05-100 ррм) [RU 2132299, C 01 B 3/38, 27.06.99; US 5720901, C 07 C 1/02, 24.04.98] в синтез-газ с использованием катализаторов, содержащих благородные металлы (до 10 мас.% Pt, Pd, Rh, Оs), нанесенные на термостойкий носитель. В качестве носителей используют, например, α-Аl2О3, гексаалюминат бария (зерно размером ~1 мм) или ZrO2, термостабилизированный оксидами элементов групп III В или II А Периодической таблицы (пористые блоки в виде пенокерамики, устойчивые к термоударам). Процесс проводят в реакторе с неподвижным слоем катализатора, имеющим большую извилистость - отношение длины пути газа при прохождении через блок к его длине - в пределах 1.1-10 при температурах 950-1300°С и скорости потока газовой смеси 2-104-108 л/кг-ч. Недостатками такого способа являются большое гидравлическое сопротивление слоя катализатора с высокой извилистостью и высокая стоимость катализаторов вследствие большого содержания благородных металлов и использования в качестве носителя дорогостоящей пенокерамики на основе циркония, ограничивающая их практическое применение.In the patents [RU 2115617, C 01 B 3/38, 07/20/98; RU 2136581, C 01 B 3/38, 09/10/99; RU 2137702, C 01 B 3/38, 09/20/99; RU 2123471, C 01 B 3/38, 12.20.98; US 5486313, C 07 C 1/02 01/23/1996 and US 5639401, C 07 C 1/02, 06/17/97] offer a method of standard deviation of hydrocarbons, including sulfur-containing (0.05-100 ppm) [RU 2132299, C 01 B 3/38, 06/27/99; US 5720901, C 07 C 1/02, 04.24.98] into synthesis gas using catalysts containing noble metals (up to 10 wt.% Pt, Pd, Rh, Os) supported on a heat-resistant carrier. As carriers, for example, α-Al 2 O 3 , barium hexaaluminate (grain size ~ 1 mm) or ZrO 2 thermally stabilized by oxides of elements of groups III B or II A of the Periodic Table (porous blocks in the form of ceramic foam, resistant to thermal shock) are used. The process is carried out in a reactor with a fixed catalyst bed having a large tortuosity - the ratio of the gas path length when passing through the block to its length is in the range of 1.1-10 at temperatures of 950-1300 ° C and the gas mixture flow rate is 2-10 4 -10 8 l / kg-h The disadvantages of this method are the high hydraulic resistance of the catalyst layer with high tortuosity and the high cost of the catalysts due to the high content of precious metals and the use of expensive zirconium-based ceramic foam, which limits their practical application.

Известен процесс получения синтез-газа [US 5989457, С 07 С 1/02, 23.11.99] при взаимодействии метана или углеводородов или их смеси с двуокисью углерода в присутствии катализатора, содержащего от 0,1 до 7 мас.% Pt, Ni, Pd или Со на термостойком носителе, в состав которого входит не менее 80 мас.% ZrО2 и по крайней мере 0,5-10 мол.% одного из оксидов Y, La, A1, Са, Се или Sc. Процесс проводят на катализаторе с размером зерна 0,3-0,6 мм при 700-800°С и объемной скорости потока 12750 ч-1. При этих условиях конверсия метана составляет ~60-70%, выход СО ~30%.A known process for producing synthesis gas [US 5989457, C 07 C 1/02, 11/23/99] by the interaction of methane or hydrocarbons or a mixture thereof with carbon dioxide in the presence of a catalyst containing from 0.1 to 7 wt.% Pt, Ni, Pd or Co on a heat-resistant carrier, which includes at least 80 wt.% ZrO 2 and at least 0.5-10 mol.% Of one of the oxides Y, La, A1, Ca, Ce or Sc. The process is carried out on a catalyst with a grain size of 0.3-0.6 mm at 700-800 ° C and a volumetric flow rate of 12750 h -1 . Under these conditions, the methane conversion is ~ 60-70%, and the CO yield is ~ 30%.

Известен также способ получения смеси водорода и оксида углерода [US 5500149, С 07 С 1/02, 19.03.96] при контакте смеси, содержащей метан, кислород и СO2, при температурах 600-1000°С и объемной скорости ~5000-20000 ч-1 с твердым катализатором в виде зерен ~0,3 мм, отвечающим следующей формуле: MxM′yOz или MxOz или M′yOz на термостойком носителе, где М и М′ представляют широкий круг щелочных, щелочноземельных, переходных и других элементов. Предлагаемые катализаторы эффективны как в углекислотной конверсии метана, так и при сочетании реакций селективного каталитического окисления и углекислотной конверсии метана. Вариация состава реакционной смеси позволяет варьировать состав получаемого синтез-газа и регулировать тепловой баланс процесса.There is also a method of producing a mixture of hydrogen and carbon monoxide [US 5500149, C 07 C 1/02, 03/19/96] by contact of a mixture containing methane, oxygen and CO 2 at temperatures of 600-1000 ° C and a space velocity of ~ 5000-20000 h -1 with a solid catalyst in the form of grains ~ 0.3 mm, corresponding to the following formula: M x M ′ y O z or M x O z or M y O z on a heat-resistant carrier, where M and M ′ represent a wide range of alkaline , alkaline earth, transitional and other elements. The proposed catalysts are effective both in the carbon dioxide conversion of methane and in a combination of the reactions of selective catalytic oxidation and carbon dioxide conversion of methane. Varying the composition of the reaction mixture allows you to vary the composition of the resulting synthesis gas and adjust the heat balance of the process.

В патенте [US 5741440, С 01 В 3/38, 21.04.98] предлагают способ получения смеси водорода и оксида углерода при контакте реакционной смеси, содержащей двуокись углерода, водород, по крайней мере один углеводород и, необязательно, пар, с катализатором на основе Pt или Ni, нанесенных на термостабильный оксид (Аl2О3, MgO) при температурах 650-1450°С. Замена в исходной смеси, по крайней мере, части паров воды водородом позволяет увеличить количество синтез-газа и снизить содержание двуокиси углерода в конечном газе, а вариация состава исходной смеси - получать смесь водорода и оксида углерода с соотношением Н2/СО от 0,7 до 3. Отметим, что для смесей без воды для получения синтез-газа, с Н2/СО≥2), необходима высокая концентрация водорода в исходной смеси, что увеличивает затраты на производство конечного продукта.In the patent [US 5741440, C 01 B 3/38, 04/21/98] a method for producing a mixture of hydrogen and carbon monoxide by contacting a reaction mixture containing carbon dioxide, hydrogen, at least one hydrocarbon and, optionally, steam, with a catalyst based on Pt or Ni deposited on a thermostable oxide (Al 2 O 3 , MgO) at temperatures of 650-1450 ° C. Replacing at least part of the water vapor with hydrogen in the initial mixture allows to increase the amount of synthesis gas and reduce the content of carbon dioxide in the final gas, and varying the composition of the initial mixture to obtain a mixture of hydrogen and carbon monoxide with a H 2 / CO ratio of 0.7 up to 3. Note that for mixtures without water to produce synthesis gas, with H 2 / СО≥2), a high concentration of hydrogen in the initial mixture is required, which increases the cost of producing the final product.

В патенте [US 5855815, С 07 С 1/02, 05.01.99] предлагают получать синтез-газ путем восстановления двуокиси углерода смесью природного газа, кислорода и пара в присутствии катализатора, содержащего никель и промоторы - щелочные или щелочноземельные элементы, нанесенные на кремнийсодержащий носитель, такой как силикагель, силикат, алюмосиликат или цеолит (пентасил). Последний носитель имеет поверхность от 300 до 600 м2/г. Процесс проводят при 600-1000°С и объемной скорости 1000-500000 ч-1, отношение Н2/СО изменяется в пределах 1/3-3/1.In the patent [US 5855815, C 07 C 1/02, 05.01.99], it is proposed to produce synthesis gas by reducing carbon dioxide with a mixture of natural gas, oxygen and steam in the presence of a catalyst containing nickel and promoters - alkaline or alkaline earth elements deposited on a silicon-containing a carrier such as silica gel, silicate, aluminosilicate or zeolite (pentasil). The last carrier has a surface of 300 to 600 m 2 / g. The process is carried out at 600-1000 ° C and a space velocity of 1000-500000 h -1 , the ratio of H 2 / CO varies within 1 / 3-3 / 1.

Таким образом, для получения синтез-газа используют как процесс СКО, так и его комбинацию с эндотермическими процессами конверсии углеводородов при малых временах контакта реакционной смеси с катализатором, который должен отвечать жестким требованиям: иметь малое гидравлическое сопротивление, высокую теплопроводность, способствующую переносу тепла, необходимого для эффективного протекания медленных реакций конверсии, по длине каталитического слоя, обеспечивать высокие конверсии углеводородов и селективность по синтез-газу и при этом не дезактивироваться из-за образования углерода на поверхности.Thus, to obtain synthesis gas, both the RMS process and its combination with endothermic hydrocarbon conversion processes are used for short contact times of the reaction mixture with the catalyst, which must meet stringent requirements: have low hydraulic resistance, high thermal conductivity, which promotes heat transfer necessary for the efficient occurrence of slow conversion reactions along the length of the catalytic layer, to ensure high hydrocarbon conversions and selectivity for synthesis gas and at Do not deactivate due to the formation of carbon on the surface.

Известно, что использование катализаторов в виде металлических сеток, фольги, пластин, пенометалла и т.д. позволяет значительно улучшить теплопроводность каталитического слоя и одновременно увеличить устойчивость катализаторов к термическим ударам по сравнению с катализаторами на основе керамических носителей.It is known that the use of catalysts in the form of metal grids, foil, plates, foam metal, etc. can significantly improve the thermal conductivity of the catalytic layer and at the same time increase the stability of the catalysts to thermal shocks compared to catalysts based on ceramic supports.

Известен способ получения синтез-газа путем окислительной конверсии углеводородов с использованием восстановленных блочных катализаторов на основе массивных Ni-Cr, Ni-Co-Cr или Ni-Rh сплавов [WO 0151411, C 01 B 3/38, 19.07.2001, WO 0151413 C 01 B 3/40, 19.07.2001, WO 0151414, C 01 B 3/40, 19.07.2001]. Способ приготовления таких катализаторов включает вакуумное напыление на перфорированную никелевую фольгу металлических частиц Ni, Cr, Со или Rh с последующей высокотемпературной обработкой (1200-1300°С) в неокислительной атмосфере. В результате диффузии атомов металла в решетку подложки образуются объемные сплавы в виде тонких дисков. Блоки формируются из полученных дисков. Набор дисков из сплавов различного состава позволяет формировать блоки с составом и концентрацией металлов, изменяющимися по длине блока. Заявленные катализаторы на основе Ni-Cr сплава при 1055°С и скорости потока 7,5 л/мин в смеси 60% СН4, 30% О2, 10% N2 обеспечивают конверсию метана 77%, селективность 99% (СО) и 92% (H2). Однако, в заявках отсутствуют данные о стабильности работы катализаторов при длительных испытаниях, в то же время хорошо известно, что катализаторы на основе никеля в кислородной конверсии метана зауглероживаются и теряют активность [B.C.Арутюнов. О.В.Крылов. Окислительные превращения метана. М.: Наука, 1998. С.362].A known method of producing synthesis gas by oxidative conversion of hydrocarbons using reduced block catalysts based on massive Ni-Cr, Ni-Co-Cr or Ni-Rh alloys [WO 0151411, C 01 B 3/38, 07/19/2001, WO 0151413 C 01 B 3/40, 07/19/2001, WO 0151414, C 01 B 3/40, 07/19/2001]. A method of preparing such catalysts involves vacuum deposition of perforated nickel foil of metal particles of Ni, Cr, Co or Rh, followed by high-temperature treatment (1200-1300 ° C) in a non-oxidizing atmosphere. As a result of the diffusion of metal atoms into the substrate lattice, bulk alloys are formed in the form of thin disks. Blocks are formed from the resulting disks. A set of disks of alloys of various compositions allows you to form blocks with the composition and concentration of metals, varying along the length of the block. The claimed catalysts based on Ni-Cr alloy at 1055 ° C and a flow rate of 7.5 l / min in a mixture of 60% CH 4 , 30% O 2 , 10% N 2 provide methane conversion of 77%, selectivity of 99% (CO) and 92% (H 2 ). However, in the applications there is no data on the stability of the catalysts during long-term tests, at the same time it is well known that nickel-based catalysts in the oxygen conversion of methane are carbonized and lose activity [BCArutyunov. O.V. Krylov. Oxidative transformations of methane. M .: Nauka, 1998. P.362].

Наиболее близким к заявленному по технической сущности и достигаемому эффекту является способ СКО для получения синтез-газа в присутствии катализатора на основе смешанных оксидов со структурой перовскита M1B1-уMyOz и/или флюорита М 1 x M 2 1-x Oz, где: М - элемент 8 группы (Pt, Rh, Ir), M1 - редкоземельный элемент (La, Се, Nd) или щелочноземельный, (Са, Sr), М2 - элемент IV b группы (Zr, Hf), В - переходный элемент (Ni, Co), являющегося сложным композитом, содержащим компоненты с ультранизким коэффициентом термического расширения [Пат. РФ 2204434, B 01 J 23/40, 20.05.2003]. При температурах 600-800°С и времен контакта 0,1-0,4 с достигаются высокие конверсии метана и селективность по синтез-газу. Однако катализатор представляет собой керамический композит с низкой теплопроводностью, что вызывает образование локальных перегревов в слое катализатора и затрудняет перенос тепла, выделяющегося в лобовой части слоя при протекании окислительных превращений углеводородов, далее по длине блока и препятствует его эффективному использованию для осуществления реакций паровой и углекислотной конверсии.The closest to the claimed technical essence and the achieved effect is the RMS method for producing synthesis gas in the presence of a mixed oxide catalyst with a perovskite structure M 1 B 1 y M y O z and / or fluorite M one x M 2 1-x O z , where: M is an element of group 8 (Pt, Rh, Ir), M 1 is a rare-earth element (La, Ce, Nd) or alkaline earth (Ca, Sr), M 2 is an element of group IV b of a group (Zr, Hf ), B is a transition element (Ni, Co), which is a complex composite containing components with an ultra-low coefficient of thermal expansion [Pat. RF 2204434, B 01 J 23/40, 05.20.2003]. At temperatures of 600-800 ° C and contact times of 0.1-0.4 s, high methane conversions and synthesis gas selectivity are achieved. However, the catalyst is a ceramic composite with low thermal conductivity, which causes the formation of local overheating in the catalyst layer and impedes the transfer of heat released in the frontal part of the layer during the course of oxidative transformations of hydrocarbons, further along the length of the block and prevents its effective use for carrying out steam and carbon dioxide conversion reactions .

Изобретение решает задачу создания термостабильного катализатора с высокой теплопроводностью для получения синтез-газа, эффективного при малых временах контакта как в реакциях селективного каталитического окисления углеводородов кислородом, так и в паровой и углекислотной конверсии углеводородов, и процесса получения синтез-газа с использованием этого катализатора. Высокая теплопроводность катализатора обеспечивает перенос тепла по каталитическому слою и способствует эффективному протеканию эндотермических реакций паровой и углекислотной конверсии.The invention solves the problem of creating a thermostable catalyst with high thermal conductivity to produce synthesis gas effective at short contact times both in the reactions of selective catalytic oxidation of hydrocarbons with oxygen and in steam and carbon dioxide conversion of hydrocarbons, and the process for producing synthesis gas using this catalyst. The high thermal conductivity of the catalyst provides heat transfer along the catalytic layer and contributes to the effective occurrence of endothermic steam and carbon dioxide conversion reactions.

Задача решается за счет разработки катализатора, являющегося сложным композитом, содержащим смешанные оксиды со структурой перовскита или флюорита, простой оксид и переходные и/или благородные металлы, и включающего носитель на металлической основе, представляющий собой слоистый керамометаллический материал, содержащий непористое или малопористое или непористое или малопористое и пористое оксидное покрытие, и осуществления каталитического превращения смеси, содержащей углеводород или смесь углеводородов и кислородсодержащий газ или смесь кислородсодержащих газов в присутствии этого катализатора. Использование слоистого композита, включающего металлический носитель, обеспечивает высокую теплопроводность катализатора, при этом сохраняются высокие конверсия углеводородов и селективность по синтез-газу, термостабильность катализатора, отсутствует его зауглероживание.The problem is solved by developing a catalyst, which is a composite composite containing mixed oxides with a perovskite or fluorite structure, a simple oxide and transition and / or noble metals, and including a metal-based support, which is a layered ceramic material containing non-porous or slightly porous or non-porous or low-porous and porous oxide coating, and the implementation of the catalytic conversion of a mixture containing a hydrocarbon or a mixture of hydrocarbons and an oxygen-containing gas a mixture of oxygen-containing gas in the presence of this catalyst. The use of a layered composite, including a metal carrier, provides high thermal conductivity of the catalyst, while maintaining high hydrocarbon conversion and selectivity for synthesis gas, thermal stability of the catalyst, and its carbonization is absent.

Задача решается разработкой катализатора (первый вариант), который является сложным композитом, содержащим смешанный оксид, простой оксид, переходный и/или благородный элемент, сложный композит содержит носитель на металлической основе, представляющий собой слоистый керамометаллический материал, содержащий непористое или малопористое оксидное покрытие, при этом отношение толщины металлической основы к толщине непористого или малопористого оксидного покрытия составляет 10:1-1:5. Пористость составляет не более 10%.The problem is solved by the development of a catalyst (the first option), which is a composite composite containing a mixed oxide, a simple oxide, a transition and / or a noble element, the composite composite contains a metal-based support, which is a layered ceramic material containing a non-porous or low-porous oxide coating, this ratio of the thickness of the metal base to the thickness of the non-porous or low-porous oxide coating is 10: 1-1: 5. Porosity is not more than 10%.

Катализатор содержит в своем составе, мас.%:The catalyst contains in its composition, wt.%:

смешанный оксид - не менее 1,0,mixed oxide - not less than 1.0,

простой оксид, например Аl2О3, ZrO2, - не более 10,0,a simple oxide, for example Al 2 O 3 , ZrO 2 , not more than 10.0,

переходный элемент и/или благородный элемент - не более 10,0,transition element and / or noble element - not more than 10.0,

носитель на металлической основе - остальное.metal-based carrier - the rest.

Смешанный оксид может представляет собой оксид со структурой перовскита M1B1-уMyOz и/или оксид со структурой флюорита M1M 2 1-х Oz, где:The mixed oxide may be an oxide with a perovskite structure M 1 B 1-y M y O z and / or an oxide with a fluorite structure M 1 M 2 1 x O z , where:

М - элемент 8 группы, например, Pt, Rh, Ir, Ru,M is an element of group 8, for example, Pt, Rh, Ir, Ru,

M1 - редкоземельный элемент, например La, Ce, Nd или щелочноземельный элемент, например Са, Sr,M 1 is a rare earth element, for example La, Ce, Nd or an alkaline earth element, for example Ca, Sr,

М2 - элемент IV b группы Периодической системы, например, Zr, Hf,M 2 - element IV b of the group of the Periodic system, for example, Zr, Hf,

В - переходный элемент - 3d элементы 4-го периода, например, Ni, Co,B - transition element - 3d elements of the 4th period, for example, Ni, Co,

0,01<х<1, 0≤у<1, z определяется степенью окисления катионов и их стехиометрическим соотношением.0.01 <x <1, 0≤y <1, z is determined by the oxidation state of the cations and their stoichiometric ratio.

Катализатор может содержать переходный элемент, например Ni, Со, и/или благородный элемент - металл 8 группы, например Pt, Rh, Ir, Ru.The catalyst may contain a transition element, for example Ni, Co, and / or a noble element is a metal of group 8, for example Pt, Rh, Ir, Ru.

Катализатор может представлять собой блок с прямыми каналами, в том числе микроканальный, в форме призмы или в форме цилиндра с основанием в виде круга или эллипса.The catalyst may be a block with direct channels, including microchannel, in the form of a prism or in the form of a cylinder with a base in the form of a circle or ellipse.

Задача решается также способом приготовления описанного выше катализатора на основе смешанного оксида, простого оксида, переходного и/или благородного элемента, который заключается в том, что активные компоненты наносят на носитель, представляющий собой слоистый керамометаллический материал, содержащий непористое или малопористое оксидное покрытие, при этом отношение толщины металлической основы к толщине непористого или малопористого оксидного покрытия составляет 10:1-1:5.The problem is also solved by the method of preparation of the catalyst described above on the basis of a mixed oxide, a simple oxide, a transition and / or a noble element, which consists in the fact that the active components are applied to a carrier, which is a layered ceramic material containing a non-porous or low-porous oxide coating, while the ratio of the thickness of the metal base to the thickness of the non-porous or low-porous oxide coating is 10: 1-1: 5.

Задача решается также катализатором (второй вариант), который является сложным композитом и содержит смешанный оксид, простой оксид, переходный и/или благородный элемент, сложный композит содержит носитель на металлической основе, представляющий собой слоистый керамометаллический материал, содержащий непористое или малопористое оксидное покрытие и высокопористый оксидный слой, при этом отношение толщины металлической основы к толщине непористого или малопористого оксидного покрытия составляет 10:1-1:5, а отношение толщины металлической основы к толщине высокопористого слоя составляет 1:10-1:5.The problem is also solved by a catalyst (the second option), which is a composite composite and contains a mixed oxide, a simple oxide, a transition and / or a noble element, the composite composite contains a metal-based support, which is a layered ceramic material containing a non-porous or low-porous oxide coating and highly porous an oxide layer, the ratio of the thickness of the metal base to the thickness of the non-porous or low-porous oxide coating is 10: 1-1: 5, and the ratio of the thickness of the metal th base to the thickness of the highly porous layer is 1: 10-1: 5.

Катализатор содержит в своем составе, мас.%:The catalyst contains in its composition, wt.%:

смешанный оксид - не менее 1,0,mixed oxide - not less than 1.0,

простой оксид, например Аl2О3, ZrO2, - не более 10,0,a simple oxide, for example Al 2 O 3 , ZrO 2 , not more than 10.0,

переходный элемент и/или благородный элемент - не более 10,0,transition element and / or noble element - not more than 10.0,

носитель на металлической основе - остальное.metal-based carrier - the rest.

Смешанный оксид может представлять собой оксид со структурой перовскита M1B1-уMуOz и/или оксид со структурой флюорита M 1 x M 2 1-х Oz, где:The mixed oxide may be an oxide with a perovskite structure M 1 B 1-y M at O z and / or an oxide with a fluorite structure M one x M 2 1 x O z , where:

М - элемент 8 группы, например Pt, Rh, Ir, Ru,M is an element of group 8, for example, Pt, Rh, Ir, Ru,

M1 - редкоземельный элемент, например La, Ce, Nd, или щелочноземельный элемент, например Са, Sr,M 1 is a rare earth element, for example La, Ce, Nd, or an alkaline earth element, for example Ca, Sr,

М2 - элемент IV b группы Периодической системы, например Zr, Hf,M 2 - element IV b of the group of the Periodic system, for example Zr, Hf,

В - переходный элемент - 3d элементы 4-го периода, например Ni, Co,B - transition element - 3d elements of the 4th period, for example Ni, Co,

0,01 <х<1, 0≤у<1, z определяется степенью окисления катионов и их стехиометрическим соотношением.0.01 <x <1, 0≤y <1, z is determined by the oxidation state of the cations and their stoichiometric ratio.

Катализатор может содержать переходный элемент, например Ni, Со, и/или благородный элемент - металл 8 группы, например, Pt, Rh, Ir, Ru.The catalyst may contain a transition element, for example Ni, Co, and / or a noble element is a metal of group 8, for example, Pt, Rh, Ir, Ru.

Катализатор может представлять собой блок с прямыми каналами, в том числе микроканальный, в форме призмы или в форме цилиндра с основанием в виде круга или эллипса.The catalyst may be a block with direct channels, including microchannel, in the form of a prism or in the form of a cylinder with a base in the form of a circle or ellipse.

Задача решается также способом приготовления описанного выше катализатора на основе смешанного оксида, простого оксида, переходного и/или благородного элемента, который заключается в том, что активные компоненты наносят на носитель, представляющий собой слоистый керамометаллический материал, содержащий непористое или малопористое оксидное покрытие и высокопористый оксидный слой, при этом отношение толщины металлической основы к толщине непористого или малопористого оксидного покрытия составляет 10:1-1:5, а отношение толщины металлической основы к толщине высокопористого слоя составляет 1:10-1:5.The problem is also solved by the method of preparing the catalyst described above on the basis of a mixed oxide, a simple oxide, a transition and / or a noble element, which consists in the fact that the active components are applied to a carrier, which is a layered ceramic material containing a non-porous or low-porous oxide coating and a highly porous oxide layer, while the ratio of the thickness of the metal base to the thickness of the non-porous or low-porous oxide coating is 10: 1-1: 5, and the ratio of the thickness of the metal base to the thickness of the highly porous layer is 1: 10-1: 5.

Задача решается также способом получения синтез-газа путем каталитического превращения смеси, содержащей углеводород или смесь углеводородов и кислородсодержащий компонент с использованием описанного выше катализатора на основе смешанного оксида, простого оксида, переходного и/или благородного элемента. Катализатор содержит в своем составе, мас.%:The problem is also solved by a method for producing synthesis gas by catalytic conversion of a mixture containing a hydrocarbon or a mixture of hydrocarbons and an oxygen-containing component using the above-described catalyst based on a mixed oxide, a simple oxide, a transition and / or a noble element. The catalyst contains in its composition, wt.%:

смешанный оксид - не менее 1,0,mixed oxide - not less than 1.0,

простой оксид, например Аl2О3, ZrO2, - не более 10,0,a simple oxide, for example Al 2 O 3 , ZrO 2 , not more than 10.0,

переходный элемент и/или благородный элемент - не более 10,0,transition element and / or noble element - not more than 10.0,

носитель на металлической основе - остальное.metal-based carrier - the rest.

Смешанный оксид представляет собой оксид со структурой перовскита M1B1-уMyOz и/или оксид со структурой флюорита M 1 x M 2 1-х Oz, где:The mixed oxide is an oxide with a perovskite structure M 1 B 1 y M y O z and / or an oxide with a fluorite structure M one x M 2 1 x O z , where:

М - элемент 8 группы, например Pt, Rh, Ir, Ru,M is an element of group 8, for example, Pt, Rh, Ir, Ru,

M1 - редкоземельный элемент, например La, Ce, Nd или щелочноземельный элемент, например Са, Sr,M 1 is a rare earth element, for example La, Ce, Nd or an alkaline earth element, for example Ca, Sr,

М2 - элемент IV b группы Периодической системы, например Zr, Hf,M 2 - element IV b of the group of the Periodic system, for example Zr, Hf,

В - переходный элемент - 3d элементы 4-го периода, например Ni, Со,B - transition element - 3d elements of the 4th period, for example Ni, Co,

0,01<х<1, 0≤у<1, z определяется степенью окисления катионов и их стехиометрическим соотношением.0.01 <x <1, 0≤y <1, z is determined by the oxidation state of the cations and their stoichiometric ratio.

Катализатор также содержит переходный элемент, например Ni, Co и/или благородный элемент - металл 8 группы, например Pt, Rh, Ir, Ru, не входящий в структуру перовскита или флюорита.The catalyst also contains a transition element, for example Ni, Co and / or a noble element - a metal of group 8, for example Pt, Rh, Ir, Ru, which is not included in the structure of perovskite or fluorite.

Под термином "редкоземельный элемент" подразумевают элементы, относящиеся к группе редкоземельных элементов, включающей элементы группы III b Периодической системы и 4f элементы, например La, Се, Nd.The term "rare earth element" means elements belonging to the group of rare earth elements, including elements of group III b of the Periodic system and 4f elements, for example La, Ce, Nd.

Под термином щелочноземельный элемент подразумевают элементы группы II а Периодической системы, например, Sr, Са.The term alkaline earth element means elements of group II a of the Periodic system, for example, Sr, Ca.

Введение в катализатор носителя на металлической основе обеспечивает высокую теплопроводность, при этом слоистая структура носителя, содержащего непористый или малопористый оксидный слой с пористостью не выше 10%, на котором формируется высокопористый оксидный слой, обеспечивает высокую термостабильность катализатора.The introduction of a metal-based support into the catalyst provides high thermal conductivity, while the layered structure of the support containing a non-porous or low-porous oxide layer with a porosity of not higher than 10%, on which a highly porous oxide layer is formed, provides high thermal stability of the catalyst.

Процесс проводят путем последовательного пропускания газовой смеси, содержащей углеводород или смесь углеводородов и кислородсодержащий компонент с температурой 20-500°С, через неподвижный слой катализатора с высокой теплопроводностью, что позволяет эффективно использовать тепло экзотермических реакций окисления для протекания эндотермических реакций паровой и углекислотной конверсии.The process is carried out by sequentially passing a gas mixture containing a hydrocarbon or a mixture of hydrocarbons and an oxygen-containing component with a temperature of 20-500 ° C through a fixed catalyst bed with high thermal conductivity, which makes it possible to efficiently use the heat of exothermic oxidation reactions for the occurrence of endothermic steam and carbon dioxide conversion reactions.

Для получения необходимого состава смеси водорода и оксида углерода варьируют состав исходной смеси. Исходная смесь содержит углеводород или смесь углеводородов и/или воздух, или СO2, или пар, или их смесь, процесс проводят при температурах 500-1100°С. В качестве углеводородного сырья используют, например, природный газ, метан, пропан-бутановую смесь, бензин, керосин и т.д. В качестве кислородсодержащего газа - кислород, воздух, двуокись углерода, воду.To obtain the required composition of a mixture of hydrogen and carbon monoxide, the composition of the initial mixture is varied. The initial mixture contains a hydrocarbon or a mixture of hydrocarbons and / or air, or CO 2 , or steam, or a mixture thereof, the process is carried out at temperatures of 500-1100 ° C. As the hydrocarbon feed, for example, natural gas, methane, a propane-butane mixture, gasoline, kerosene, etc. are used. The oxygen-containing gas is oxygen, air, carbon dioxide, water.

Предлагаемые катализаторы готовят в несколько стадий. Для получения непористого или малопористого оксидного слоя, имеющего высокую термостабильность при сохранении высокой адгезии с металлической подложкой, используют метод детонационного напыления [Бартеньев С.С., Федько Ю.Р., Григорьев А.И. Детонационные покрытия в машиностроении. - Л.: Машиностроение, 1982]. Для напыления используют простые оксиды (например, Аl2О3, ZrO2) высокотемпературных модификаций. В качестве исходной металлической основы используют фольгу из жаропрочной или нержавеющей стали, содержащей помимо железа добавки никеля, хрома и др. [Пат. РФ 2106915, В 05 D 1/00, 01.08.95].The proposed catalysts are prepared in several stages. To obtain a non-porous or low-porous oxide layer having high thermal stability while maintaining high adhesion with a metal substrate, the method of detonation spraying is used [S. Barteniev, Yu.R. Fedko, A. I. Grigoryev Knock coatings in mechanical engineering. - L .: Engineering, 1982]. For deposition, simple oxides (for example, Al 2 O 3 , ZrO 2 ) of high-temperature modifications are used. As the initial metal base, foil is used from heat-resistant or stainless steel, containing, in addition to iron, additives of nickel, chromium, etc. [Pat. RF 2106915, B 05 D 1/00, 08/01/95].

Непористый (малопористый) керамический оксидный слой наносят на обе стороны гладкой или гофрированной фольги, затем из чередующихся слоев гладкой и гофрированной фольги формируют блоки.A non-porous (non-porous) ceramic oxide layer is applied to both sides of a smooth or corrugated foil, then blocks are formed from alternating layers of smooth and corrugated foil.

На второй стадии приготовления формируют слой пористой оксидной керамики, состоящий из смеси простых оксидов и/или смешанных оксидов, включающих редкоземельные, например неодим, празеодим, лантан, церий или щелочноземельные, например кальций, стронций, и переходные элементы, например гафний, цирконий. Этот слой наносят путем пропитки блока с непористым или малопористым покрытием суспензиями и/или растворами соответствующих соединений с последующей сушкой и прокаливанием. Непористый или малопористый оксидный слой способствует прочному закреплению высокопористого слоя. На последней стадии приготовления на полученный слоистый носитель из растворов соответствующих солей наносят активный компонент, включающий переходный элемент и/или благородный металл, или их смесь, и/или смешанные оксиды со структурой перовскита. Полученные катализаторы сушат и прокаливают.In the second stage of preparation, a porous oxide ceramic layer is formed, consisting of a mixture of simple oxides and / or mixed oxides, including rare earths, such as neodymium, praseodymium, lanthanum, cerium, or alkaline earths, such as calcium, strontium, and transition elements, such as hafnium, zirconium. This layer is applied by impregnating the block with a non-porous or low-porous coating with suspensions and / or solutions of the corresponding compounds, followed by drying and calcination. The non-porous or low-porous oxide layer contributes to the strong fixing of the highly porous layer. At the last stage of preparation, the active component, including a transition element and / or a noble metal, or a mixture thereof, and / or mixed oxides with a perovskite structure, is applied to the obtained layered carrier from solutions of the corresponding salts. The resulting catalysts are dried and calcined.

Процесс получения синтез-газа проводят в проточном реакторе в автотермическом режиме при температуре 550-1100°С, вариации времени контакта и состава реакционной смеси. Реакционную смесь, содержащую природный газ или пары жидкого углеводорода, например октана, бензина и, в некоторых примерах, пары воды в воздухе, перед входом в реактор нагревают. На входе и выходе из реактора для предотвращения теплопотерь помещают экраны - блоки из корунда. В процессе запуска и работы катализатора контролируют температуру газа на входе в реактор, температуру каталитического блока на входе, температуру на выходе блока. Продукты реакции анализируют хроматографически. Эффективность работы катализатора характеризуют температурой запуска реакции, величиной степени превращения метана и количеством полученного синтез-газа, выраженного в объемных процентах и характеризующего селективность по синтез-газу. Состав исходной реакционной смеси и продукты реакции анализируют хроматографически.The synthesis gas production process is carried out in a flow reactor in an autothermal mode at a temperature of 550-1100 ° C, variation of the contact time and the composition of the reaction mixture. A reaction mixture containing natural gas or liquid hydrocarbon vapors such as octane, gasoline and, in some examples, water vapors in air is heated before entering the reactor. At the inlet and outlet of the reactor to prevent heat loss are placed screens - blocks of corundum. During the start-up and operation of the catalyst, the gas temperature at the inlet to the reactor, the temperature of the catalytic unit at the inlet, and the temperature at the outlet of the unit are controlled. The reaction products are analyzed chromatographically. The efficiency of the catalyst is characterized by the reaction start temperature, the degree of methane conversion, and the amount of synthesis gas obtained, expressed in volume percent and characterizing the synthesis gas selectivity. The composition of the initial reaction mixture and reaction products are analyzed chromatographically.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Иллюстрирует приготовление носителя, содержащего непористое или малопористое оксидное покрытие с отношением толщины металлической основы к толщине непористого или малопористого оксидного покрытия 5:1. На обе стороны гладкой фольги толщиной 200 мкм на основе сплава FeCrAl наносят керамический оксидный слой из порошка альфа-оксида алюминия толщиной 20 мкм известным методом детонационного напыления, описанным выше [Бартеньев С.С., Федько Ю.Р., Григорьев А.И. Детонационные покрытия в машиностроении. - Л.: Машиностроение, 1982]. Аналогичным образом такой же слой наносится на гофрированную фольгу. Затем чередующиеся слои гладкой и гофрированной фольги сворачивают либо в спираль Архимеда [Авт. св. СССР 1034762, B 01 J 37/00, 09.01.82], либо складывают в параллельные слои с последующим закреплением по периметру в стальную обечайку.Example 1. Illustrates the preparation of a carrier containing a non-porous or low-porous oxide coating with a ratio of the thickness of the metal base to the thickness of the non-porous or low-porous oxide coating of 5: 1. On both sides of a 200 μm thick smooth foil based on an FeCrAl alloy, a ceramic oxide layer of 20 μm alpha-alumina powder is applied by the known method of detonation spraying described above [Bartenev SS, Fedko Yu.R., Grigoryev AI Knock coatings in mechanical engineering. - L .: Engineering, 1982]. Similarly, the same layer is applied to the corrugated foil. Then alternating layers of smooth and corrugated foil are folded either into a spiral of Archimedes [Auth. St. USSR 1034762, B 01 J 37/00, 01/09/82], or put in parallel layers with subsequent fixing around the perimeter in a steel shell.

Пример 2. Иллюстрирует приготовление катализатора на основе носителя с малопористым покрытием. Блок, приготовленный как в примере 1, прокаливают при 700°С и пропитывают смешанным раствором солей церия и циркония. Блок продувают воздухом для удаления избытка раствора из каналов, сушат и прокаливают при 900°С. При необходимости процедуру пропитки повторяют. Полученный образец пропитывают совместным раствором H2PtCl6, нитратов лантана и никеля с атомным отношением катионов La:Ni:Pt=1:0,994:0,006, сушат и прокаливают при 900°С. Полученный катализатор содержит, мас.%: 4,5 смешанного оксида церия и циркония со структурой флюорита, 2,1 перовскита состава LaNi0,994Pt0,006. Катализатор испытывают в проточном реакторе при составе реакционной смеси, содержащей ~25% природного газа в воздухе, активность приведена в таблице 1.Example 2. Illustrates the preparation of a catalyst based on a carrier with a low porous coating. The block prepared as in example 1 is calcined at 700 ° C and impregnated with a mixed solution of cerium and zirconium salts. The block is purged with air to remove excess solution from the channels, dried and calcined at 900 ° C. If necessary, the impregnation procedure is repeated. The resulting sample is impregnated with a joint solution of H 2 PtCl 6 , lanthanum and nickel nitrates with an atomic ratio of cations La: Ni: Pt = 1: 0.994: 0.006, dried and calcined at 900 ° C. The resulting catalyst contains, wt.%: 4.5 mixed cerium oxide and zirconium with a fluorite structure, 2.1 perovskite composition LaNi 0,994 Pt 0,006 . The catalyst is tested in a flow reactor with the composition of the reaction mixture containing ~ 25% natural gas in air, the activity is shown in table 1.

Пример 3. Катализатор готовят как в примере 2 за исключением того, что для пропитки используют смешанный раствор нитрата лантана и хлорида рутения. Полученный катализатор содержит 4,5 мас.% смешанного оксида церия и циркония со структурой флюорита, 2,3 мас.% смешанного оксида лантана и рутения.Example 3. The catalyst is prepared as in example 2 except that a mixed solution of lanthanum nitrate and ruthenium chloride is used for impregnation. The resulting catalyst contains 4.5 wt.% Mixed cerium and zirconium oxide with a fluorite structure, 2.3 wt.% Mixed lanthanum oxide and ruthenium.

Пример 4. Катализатор готовят как в примере 2 за исключением того, что для пропитки используют смешанный раствор нитрата лантана и никеля. Полученный катализатор содержит, мас.%: 4,5 смешанного оксида церия и циркония со структурой флюорита, 2,3 перовскита состава LaNiO3.Example 4. The catalyst is prepared as in example 2 except that a mixed solution of lanthanum nitrate and nickel is used for impregnation. The resulting catalyst contains, wt.%: 4.5 mixed cerium oxide and zirconium with a fluorite structure, 2.3 perovskite composition LaNiO 3 .

Пример 5. Катализатор готовят как в примере 3 за исключением того, что для пропитки используют смешанный раствор нитрата церия и кальция. Полученный катализатор содержит, мас.%: 5 смешанного оксида церия и кальция со структурой флюорита, 2,3 смешанного оксида лантана и рутения.Example 5. The catalyst is prepared as in example 3 except that a mixed solution of cerium and calcium nitrate is used for impregnation. The resulting catalyst contains, wt.%: 5 mixed oxide of cerium and calcium with the structure of fluorite, 2,3 mixed oxide of lanthanum and ruthenium.

Пример 6. Катализатор готовят как в примере 2 за исключением того, что для пропитки используют смешанный раствор платинохлористоводородной кислоты и хлорида рутения. Полученный катализатор содержит, мас.%: 4,5 смешанного оксида церия и циркония со структурой флюорита, 0,3 Pt и 1,0 Ru.Example 6. A catalyst is prepared as in Example 2, except that a mixed solution of platinum chloride and ruthenium chloride is used for impregnation. The resulting catalyst contains, wt.%: 4.5 mixed cerium oxide and zirconium with a fluorite structure, 0.3 Pt and 1.0 Ru.

Пример 7. Иллюстрирует приготовление носителя, содержащего непористое или малопористое оксидное покрытие с отношением толщины металлической основы к толщине непористого или малопористого оксидного покрытия 10:1 и высокопористое оксидное покрытие с отношением толщины металлической основы к толщине пористого оксидного покрытия 1:1. На обе стороны гладкой фольги толщиной 200 мкм на основе сплава FeCrAl наносят керамический оксидный слой из порошка альфа-оксида алюминия толщиной 10 мкм методом детонационного напыления, как в примере 1. Аналогичным образом такой же слой наносят на гофрированную фольгу. Затем чередующиеся слои гладкой и гофрированной фольги сворачивают в спираль Архимеда с последующим закреплением по периметру в стальную обечайку. После прокаливания при 700°С на полученный блочный композит с обеих сторон фольги наносится пористый керамический слой из суспензии, содержащей частицы смешанного оксида церия и циркония в растворе азотнокислого цирконила и поверхностно-активного вещества (полиэтиленоксида). Блок продувают воздухом для удаления суспензии из каналов, сушат и прокаливают при 900°С. При необходимости процедуру пропитки повторяют.Example 7. Illustrates the preparation of a carrier containing a non-porous or low-porous oxide coating with a ratio of the thickness of the metal base to the thickness of the non-porous or low-porous oxide coating of 10: 1 and a highly porous oxide coating with the ratio of the thickness of the metal base to the thickness of the porous oxide coating 1: 1. A ceramic oxide layer of alpha-alumina powder 10 μm thick using a FeCrAl alloy is applied on both sides of a smooth foil with a thickness of 200 μm by detonation spraying, as in Example 1. In the same way, the same layer is applied to a corrugated foil. Then alternating layers of smooth and corrugated foil are rolled into a spiral of Archimedes, followed by fixing along the perimeter into a steel shell. After calcining at 700 ° C, a porous ceramic layer is applied to the resulting composite composite from both sides of the foil from a suspension containing particles of a mixed cerium and zirconium oxide in a solution of zirconyl nitrate and a surfactant (polyethylene oxide). The block is purged with air to remove the suspension from the channels, dried and calcined at 900 ° C. If necessary, the impregnation procedure is repeated.

Пример 8. Иллюстрирует приготовление катализатора на основе носителя, содержащего непористое и высокопористое покрытие. Блок, приготовленный, как в примере 7, пропитывают смешанным раствором H2PtCl6, нитратов лантана и никеля с атомным отношением катионов La:Ni:Pt=1:0,994:0,006. Блок продувают воздухом для удаления избытка раствора из каналов, сушат и прокаливают при 900°С. Полученный катализатор содержит, мас.%: 9 смешанного оксида церия и циркония со структурой флюорита, 1,7 перовскита LaNi0,994PtO0,006. Испытания проводят как в примере 2. Активность приведена в таблице 1.Example 8. Illustrates the preparation of a catalyst based on a carrier containing a non-porous and highly porous coating. The block prepared as in Example 7 is impregnated with a mixed solution of H 2 PtCl 6 , lanthanum and nickel nitrates with an atomic cation ratio of La: Ni: Pt = 1: 0.994: 0.006. The block is purged with air to remove excess solution from the channels, dried and calcined at 900 ° C. The resulting catalyst contains, wt.%: 9 mixed cerium oxide and zirconium with a fluorite structure, 1.7 perovskite LaNi 0.994 PtO 0.006 . The tests are carried out as in example 2. The activity is shown in table 1.

Пример 9. Катализатор готовят как в примере 7 за исключением того, что для пропитки используют раствор хлорида родия. Полученный катализатор содержит, мас.%: 9 смешанного оксида церия и циркония со структурой флюорита, 0,3 Rh. Испытания проводят как в пр. 2. Активность приведена в таблице 1.Example 9. The catalyst is prepared as in example 7 except that a rhodium chloride solution is used for impregnation. The resulting catalyst contains, wt.%: 9 mixed cerium oxide and zirconium with a fluorite structure, 0.3 Rh. Tests are carried out as in pr. 2. Activity is shown in table 1.

Пример 10. Катализатор готовят, как в примере 7 за исключением того, что для пропитки используют смешанный раствор нитрата лантана и хлорида рутения. Полученный катализатор содержит, мас.%: 10,9 смешанного оксида церия и циркония со структурой флюорита, 1,2 смешанного оксида лантана и рутения.Example 10. The catalyst is prepared as in example 7 except that a mixed solution of lanthanum nitrate and ruthenium chloride is used for impregnation. The resulting catalyst contains, wt.%: 10.9 mixed cerium and zirconium oxide with a fluorite structure, 1.2 mixed lanthanum oxide and ruthenium.

Пример 11. Носитель готовят, как в примере 7 за исключением того, что для пропитки используют суспензию, содержащую частицы смешанного оксида циркония и кальция.Example 11. A carrier is prepared as in Example 7 except that a suspension containing particles of mixed zirconium oxide and calcium particles is used for impregnation.

Пример 12. Катализатор готовят пропиткой носителя по примере 11 смешанным раствором Н2РtCl6, нитратов лантана и никеля с атомным отношением La:Ni:Pt=1:0,994:0,006. Полученный катализатор содержит, мас.%: 9 смешанного оксида кальция и циркония со структурой флюорита, 1,7 перовскита LaNiO0,994PtO0.006.Example 12. The catalyst is prepared by impregnating the support of Example 11 with a mixed solution of H 2 PtCl 6 , lanthanum and nickel nitrates with an atomic ratio of La: Ni: Pt = 1: 0.994: 0.006. The resulting catalyst contains, wt.%: 9 mixed calcium oxide and zirconium with a fluorite structure, 1.7 perovskite LaNiO 0.994 PtO 0.006 .

Пример 13. Катализатор, приготовленный, как в примере 8, пропитывают смешанным раствором нитрата лантана и хлорида рутения, продувают воздухом, сушат и прокаливают. Испытания проводят, как в примере 2.Example 13. The catalyst prepared as in example 8 is impregnated with a mixed solution of lanthanum nitrate and ruthenium chloride, purged with air, dried and calcined. The tests are carried out as in example 2.

Пример 14. Катализатор, приготовленный, как в примере 13, испытывают в реакции окислительной конверсии октана. Параметры реакции и активность катализатора приведены в таблице 2.Example 14. The catalyst prepared as in example 13 is tested in the oxidative conversion reaction of octane. The reaction parameters and catalyst activity are shown in table 2.

Пример 15. Катализатор, приготовленный, как в примере 9, испытывают в реакции паровоздушной конверсии октана. Параметры реакции и активность катализатора приведены в таблице 2.Example 15. The catalyst prepared as in example 9, is tested in the reaction of steam-air conversion of octane. The reaction parameters and catalyst activity are shown in table 2.

Пример 16. Катализатор, приготовленный, как в примере 13, испытывают в реакции окислительной конверсии бензина. Параметры реакции и активность катализатора приведены в таблице 2.Example 16. The catalyst prepared as in example 13 is tested in the oxidative conversion reaction of gasoline. The reaction parameters and catalyst activity are shown in table 2.

Пример 17. Катализатор, приготовленный, как в примере 13, испытывают в реакции паровоздушной конверсии бензина. Параметры реакции и активность катализатора приведены в таблице 2.Example 17. The catalyst prepared as in example 13, is tested in the reaction of steam-air conversion of gasoline. The reaction parameters and catalyst activity are shown in table 2.

Как видно из приведенных примеров и таблиц, разработан термостабильный катализатор для получения синтез-газа, обеспечивающий эффективное протекание реакций селективного каталитического окисления и паровой конверсии углеводородов при малых временах контакта.As can be seen from the above examples and tables, a thermostable catalyst has been developed for the production of synthesis gas, which ensures the effective occurrence of selective catalytic oxidation reactions and steam conversion of hydrocarbons at short contact times.

Таблица 1.
Активность катализаторов в реакции селективного окисления метана. Концентрация метана в воздухе ~24об.% в воздухе
Table 1.
The activity of catalysts in the reaction of selective oxidation of methane. Concentration of methane in air ~ 24 vol.% In air
ПримерExample Длина блока, ммBlock length, mm Т за пуска °СT at start ° C Т на входе блока °СT at the block inlet ° C Т на выходе блока °СT at the block outlet ° C Время контакта, сек.Contact time, sec. Конверсия метана, Х %Methane Conversion, X% Содержание СО+Н2, об.%The content of CO + H 2 , vol.% 22 50fifty 630630 -- -- 0,120.12 9393 5353 88 9292 460460 -- -- 0,1750.175 9393 5555 9nine 50fifty 510510 -- -- 0,0930,093 9393 5353 13thirteen 20twenty 330330 10301030 776776 0,0870,087 8080 50,450,4

Таблица 2.
Активность катализаторов в окислительном и автотермическом (паровоздушном) риформинге углеводородов.
Table 2.
The activity of catalysts in oxidative and autothermal (steam-air) reforming of hydrocarbons.
ПараметрыOptions ПримерыExamples   1414 15fifteen 16*16* 17*17 * Изоктан (*-бензин),кг/ч
Воздух, м3
Вода, кг/ч
Isoctane (* gasoline), kg / h
Air, m 3 / h
Water, kg / h
0,757
3,00
-
0.757
3.00
-
0,757
3,00
0,735
0.757
3.00
0.735
0,893
3,58
-
0.893
3,58
-
0,757
3,58
1,14
0.757
3,58
1.14
Общий поток, нм3Total flow, nm 3 / h 3,153.15 4,14.1 3,753.75 5,175.17 O2/C
Н2О/С
O 2 / C
H 2 O / C
0,53
-
0.53
-
0,53
0,8
0.53
0.8
0,53
-
0.53
-
0,53
1,0
0.53
1,0
Температура газа на входе,°СInlet gas temperature, ° С 205205 265265 220220 280280 Время контакта, сContact time, s 0,1050.105 0,0810,081 0,0920,092 0,0640,064 Температура на входе блока,°СBlock inlet temperature, ° С 1033-10671033-1067 985-957985-957 1185-10851185-1085 1063-10581063-1058 Температура на выходе блока,°СBlock outlet temperature, ° С 903-951903-951 913-892913-892 1087-10761087-1076 1001-10031001-1003 Состав синтез-газа: об.%
Н2
СО
The composition of the synthesis gas: vol.%
N2
With
26-28,1
22,2-24,8
26-28.1
22.2-24.8
31-31,6
19,2-17,7
31-31.6
19.2-17.7
22,2-22,8
26,3-27,1
22.2-22.8
26.3-27.1
27,5
17,4
27.5
17.4
Содержание синтез-газа, % об.The content of synthesis gas,% vol. 48,2-52,948.2-52.9 49,3-50,249.3-50.2 48,5-49,948.5-49.9 44,944.9

Claims (13)

1. Катализатор получения синтез-газа путем каталитического превращения смеси, содержащей углеводород или смесь углеводородов и кислородсодержащий компонент, который является сложным композитом, содержащим смешанный оксид, простой оксид, переходный и/или благородный элемент, отличающийся тем, что сложный композит включает в себя носитель на металлической основе, представляющий собой слоистый керамометаллический материал, содержащий непористое или малопористое оксидное покрытие, при этом соотношение толщины металлической основы к толщине непористого или малопористого оксидного покрытия составляет 10:1-1:5.1. The catalyst for producing synthesis gas by catalytic conversion of a mixture containing a hydrocarbon or mixture of hydrocarbons and an oxygen-containing component, which is a composite composite containing a mixed oxide, a simple oxide, a transition and / or a noble element, characterized in that the composite composite includes a carrier on a metal base, which is a layered ceramic material containing a non-porous or low-porous oxide coating, while the ratio of the thickness of the metal base to schine nonporous or low-porosity of the oxide coating is 10: 1-1: 5. 2. Катализатор по п.1, отличающийся тем, что он содержит в своем составе, мас.%:2. The catalyst according to claim 1, characterized in that it contains in its composition, wt.%: Смешанный оксид Не менее 1,0Mixed oxide Min. 1.0 Простой оксид, например, Аl2O3, ZrO2 Не более 10,0Simple oxide, for example, Al 2 O 3 , ZrO 2 Not more than 10.0 Переходный элемент и/или благородный элемент Не более 10,0Transitional element and / or noble element Not more than 10.0 Носитель на металлической основе ОстальноеMetal-based media 3. Катализатор по п.1, отличающийся тем, что смешанный оксид представляет собой оксид со структурой перовскита M1B1-уMуOz и/или оксид со структурой флюорита М 1 х М 2 1-х Oz, где3. The catalyst according to claim 1, characterized in that the mixed oxide is an oxide with a perovskite structure M 1 B 1-y M at O z and / or an oxide with a fluorite structure M one x M 2 1 x O z , where М - элемент 8 группы, например, Pt, Rh, Ir, Ru;M is an element of group 8, for example, Pt, Rh, Ir, Ru; М1 - редкоземельный элемент, например, La, Ce, Nd или щелочноземельный элемент, например, Са, Sr;M 1 is a rare earth element, for example, La, Ce, Nd or an alkaline earth element, for example, Ca, Sr; М2 - элемент IV b группы Периодической системы, например, Zr, Hf;M 2 - element IV b of the group of the Periodic system, for example, Zr, Hf; В - переходный элемент - 3d элементы 4-го периода, например, Ni, Co;B - transition element - 3d elements of the 4th period, for example, Ni, Co; 0,01<х<1, 0≤у<1, z определяется степенью окисления катионов и их стехиометрическим соотношением.0.01 <x <1, 0≤y <1, z is determined by the oxidation state of the cations and their stoichiometric ratio. 4. Катализатор по п.1, отличающийся тем, что он содержит переходный элемент, например, Ni, Co и/или благородный элемент - металл 8 группы, например, Pt, Rh, Ir, Ru.4. The catalyst according to claim 1, characterized in that it contains a transition element, for example, Ni, Co and / or a noble element - a metal of group 8, for example, Pt, Rh, Ir, Ru. 5. Катализатор по п.1, отличающийся тем, что он представляет собой блок с прямыми каналами, в том числе микроканальный, в форме призмы или в форме цилиндра с основанием в виде круга или эллипса.5. The catalyst according to claim 1, characterized in that it is a block with direct channels, including microchannel, in the form of a prism or in the form of a cylinder with a base in the form of a circle or ellipse. 6. Способ приготовления катализатора получения синтез-газа путем каталитического превращения смеси, содержащей углеводород или смесь углеводородов и кислородсодержащий компонент на основе смешанного оксида, простого оксида, переходного и/или благородного элемента, отличающийся тем, что активные компоненты наносят на носитель, представляющий собой слоистый керамометаллический материал, содержащий непористое или малопористое оксидное покрытие, при этом соотношение толщины металлической основы к толщине непористого или малопористого оксидного покрытия составляет 10:1-1:5, затем сушат и прокаливают, при этом получают катализатор по любому из пп.1-5.6. A method of preparing a catalyst for producing synthesis gas by catalytic conversion of a mixture containing a hydrocarbon or a mixture of hydrocarbons and an oxygen-containing component based on a mixed oxide, a simple oxide, a transition and / or a noble element, characterized in that the active components are applied to a carrier, which is layered a ceramic material containing a non-porous or low-porous oxide coating, wherein the ratio of the thickness of the metal base to the thickness of the non-porous or low-porous oxide coating is 10: 1-1: 5, and then dried and calcined to give a catalyst according to any one of claims 1-5. 7. Катализатор получения синтез-газа путем каталитического превращения смеси, содержащей углеводород или смесь углеводородов и кислородсодержащий компонент, который является сложным композитом и содержит смешанный оксид, простой оксид, переходный и/или благородный элемент, отличающийся тем, что сложный композит включает в себя носитель на металлической основе, представляющий собой слоистый керамометаллический материал, содержащий непористое или малопористое оксидное покрытие и высокопористый оксидный слой, при этом соотношение толщины металлической основы к толщине непористого или малопористого оксидного покрытия составляет 10:1-1:5, а соотношение толщины металлической основы к толщине высокопористого слоя составляет 1:10-1:5.7. A catalyst for producing synthesis gas by catalytic conversion of a mixture containing a hydrocarbon or mixture of hydrocarbons and an oxygen-containing component that is a composite composite and contains a mixed oxide, a simple oxide, a transition and / or a noble element, characterized in that the composite composite includes a carrier on a metal base, which is a layered ceramic material containing a non-porous or low-porous oxide coating and a highly porous oxide layer, the ratio of ins metal substrate to the thickness of nonporous or low-porosity of the oxide coating is 10: 1-1: 5 and the ratio of the thickness of the metal substrate to the thickness of a highly porous layer is 1: 10-1: 5. 8. Катализатор по п.7, отличающийся тем, что он содержит в своем составе, мас.%:8. The catalyst according to claim 7, characterized in that it contains in its composition, wt.%: Смешанный оксид Не менее 1,0Mixed oxide Min. 1.0 Простой оксид, например, Аl2О3, ZrO2 Не более 10,0Simple oxide, for example, Al 2 O 3 , ZrO 2 Not more than 10.0 Переходный элемент и/или благородный элемент Не более 10,0Transitional element and / or noble element Not more than 10.0 Носитель на металлической основе ОстальноеMetal-based media 9. Катализатор по п.7, отличающийся тем, что смешанный оксид представляет собой оксид со структурой перовскита M1B1-уMуOz и/или оксид со структурой флюорита M1M1-хOz, где9. The catalyst according to claim 7, characterized in that the mixed oxide is an oxide with a perovskite structure M 1 B 1-y M at O z and / or an oxide with a fluorite structure M 1 M 1-x O z , where М - элемент 8 группы, например, Pt, Rh, Ir, Ru;M is an element of group 8, for example, Pt, Rh, Ir, Ru; M1 - редкоземельный элемент, например, La, Ce, Nd или щелочноземельный элемент, например, Са, Sr;M 1 is a rare earth element, for example, La, Ce, Nd or an alkaline earth element, for example, Ca, Sr; М2 - элемент IV b группы Периодической системы, например, Zr, Hf;M 2 - element IV b of the group of the Periodic system, for example, Zr, Hf; В - переходный элемент - 3d элементы 4-го периода, например, Ni, Co;B - transition element - 3d elements of the 4th period, for example, Ni, Co; 0,01<х<1, 0≤у<1, z определяется степенью окисления катионов и их стехиометрическим соотношением.0.01 <x <1, 0≤y <1, z is determined by the oxidation state of the cations and their stoichiometric ratio. 10. Катализатор по п.7, отличающийся тем, что он содержит переходный элемент, например, Ni, Со и/или благородный элемент - металл 8 группы, например, Pt, Rh, Ir, Ru.10. The catalyst according to claim 7, characterized in that it contains a transition element, for example, Ni, Co and / or a noble element - a metal of group 8, for example, Pt, Rh, Ir, Ru. 11. Катализатор по п.7, отличающийся тем, что он представляет собой блок с прямыми каналами, в том числе микроканальный, в форме призмы или в форме цилиндра с основанием в виде круга или эллипса.11. The catalyst according to claim 7, characterized in that it is a block with direct channels, including microchannel, in the form of a prism or in the form of a cylinder with a base in the form of a circle or ellipse. 12. Способ приготовления катализатора получения синтез-газа путем каталитического превращения смеси, содержащей углеводород или смесь углеводородов и кислородсодержащий компонент на основе смешанного оксида, простого оксида, переходного и/или благородного элемента, отличающийся тем, что активные компоненты наносят на носитель, представляющий собой слоистый керамометаллический материал, содержащий непористое или малопористое оксидное покрытие и высокопористый оксидный слой, при этом соотношение толщины металлической основы к толщине непористого или малопористого оксидного покрытия составляет 10:1-1:5, а соотношение толщины металлической основы к толщине высокопористого слоя составляет 1:10-1:5, затем сушат и прокаливают, при этом получают катализатор по любому из пп.7-11.12. A method of preparing a catalyst for producing synthesis gas by catalytic conversion of a mixture containing a hydrocarbon or mixture of hydrocarbons and an oxygen-containing component based on a mixed oxide, a simple oxide, a transition and / or a noble element, characterized in that the active components are applied to a carrier, which is layered a ceramic material containing a non-porous or low-porous oxide coating and a highly porous oxide layer, wherein the ratio of the thickness of the metal base to the thickness e non-porous or low-porous oxide coating is 10: 1-1: 5, and the ratio of the thickness of the metal base to the thickness of the highly porous layer is 1: 10-1: 5, then dried and calcined, the catalyst is obtained according to any one of claims 7-11 . 13. Способ получения синтез-газа путем каталитического превращения смеси, содержащей углеводород или смесь углеводородов и кислородсодержащий компонент, с использованием катализатора на основе смешанного оксида, простого оксида, переходного и/или благородного элемента, отличающийся тем, что процесс проводят в присутствии катализатора по любому из пп.1-12.13. A method of producing synthesis gas by catalytic conversion of a mixture containing a hydrocarbon or mixture of hydrocarbons and an oxygen-containing component using a catalyst based on a mixed oxide, a simple oxide, a transition and / or a noble element, characterized in that the process is carried out in the presence of a catalyst according to any from claims 1-12.
RU2003130314/15A 2003-10-13 2003-10-13 Catalyst (options), method for preparation thereof (options) and synthesis gas generation method (option) RU2248932C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003130314/15A RU2248932C1 (en) 2003-10-13 2003-10-13 Catalyst (options), method for preparation thereof (options) and synthesis gas generation method (option)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003130314/15A RU2248932C1 (en) 2003-10-13 2003-10-13 Catalyst (options), method for preparation thereof (options) and synthesis gas generation method (option)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2248932C1 true RU2248932C1 (en) 2005-03-27

Family

ID=35560464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003130314/15A RU2248932C1 (en) 2003-10-13 2003-10-13 Catalyst (options), method for preparation thereof (options) and synthesis gas generation method (option)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2248932C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2514382C1 (en) * 2012-10-09 2014-04-27 Гребнев Вениамин Владимирович Production of ice rhenium- and ruthenium-bearing catalytic neutralisers
RU2532924C1 (en) * 2013-07-10 2014-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "Газохим Техно" Catalyst of oxidation conversion of hydrocarbon gases with obtaining of carbon oxide and hydrogen
US9346039B2 (en) 2013-11-19 2016-05-24 Obshchestvo S Ogranichennoy Otvetstvennost'yu, “Gazokhim Tekhno” Method for preparing refractory alloy-based polymetallic oxide catalysts for the partial oxidation of hydrocarbons into synthesis gas
RU2719176C1 (en) * 2019-09-13 2020-04-17 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" Synthetic gas production method

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2514382C1 (en) * 2012-10-09 2014-04-27 Гребнев Вениамин Владимирович Production of ice rhenium- and ruthenium-bearing catalytic neutralisers
RU2532924C1 (en) * 2013-07-10 2014-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "Газохим Техно" Catalyst of oxidation conversion of hydrocarbon gases with obtaining of carbon oxide and hydrogen
WO2015005819A1 (en) 2013-07-10 2015-01-15 Общество с ограниченной ответственностью "Газохим Техно" Catalyst for the oxidative conversion of hydrocarbon gases to produce carbon monoxide and hydrogen
US9399209B2 (en) 2013-07-10 2016-07-26 Obshchestvo S Ogranichennoy Otvetstvennost'yu “Gazohim Techno” Catalyst for the oxidative conversion of hydrocarbon gases to produce carbon monoxide and hydrogen
EA024848B1 (en) * 2013-07-10 2016-10-31 Общество с ограниченной ответственностью "Газохим Техно" Catalyst for the oxidative conversion of hydrocarbon gases to produce carbon monoxide and hydrogen
US9346039B2 (en) 2013-11-19 2016-05-24 Obshchestvo S Ogranichennoy Otvetstvennost'yu, “Gazokhim Tekhno” Method for preparing refractory alloy-based polymetallic oxide catalysts for the partial oxidation of hydrocarbons into synthesis gas
RU2719176C1 (en) * 2019-09-13 2020-04-17 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" Synthetic gas production method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0968958B1 (en) Reformer
JP4216067B2 (en) How to generate a gas rich in hydrogen
US4716859A (en) Process for treatment of liquids consisting primarily of methanol
US6551959B2 (en) Catalytic monolith substrate made of ceria and titania
RU2123471C1 (en) Method of catalytic partial oxidation of hydrocarbons
AU2003203604A1 (en) Metal catalyst and method of preparation and use
KR20060043195A (en) Catalyst configuration and methods for syngas production
RU2292237C1 (en) Catalyst, method for preparation thereof, and synthetic gas production process
US7247258B2 (en) Compact partial oxidation reactor assemblage with fast start-up capability
RU2204434C2 (en) Catalyst and a method for production of hydrogen/carbon monoxide mixture
EP0404385A1 (en) Catalyst and process for the oxidation of carbonaceous particulates
EP1597196B1 (en) Selective removal of olefins from hydrocarbon feed streams in a method for generating hydrogen
AU777809B2 (en) Catalytic monolith made of ceria and titania
JP2005529824A (en) Suppression of methanation activity of platinum group metal catalysts for water-gas conversion
US3962411A (en) Method for catalytically cracking a hydrocarbon fuel
JP2004057869A (en) Fuel reforming catalyst and manufacturing method of hydrogen enriched gas
TWI373451B (en) Hydrogen production process
RU2491118C1 (en) Method of making catalyst for production of synthesis gas, catalyst thus made and method of producing synthesis gas with its application
RU2248932C1 (en) Catalyst (options), method for preparation thereof (options) and synthesis gas generation method (option)
RU2208475C2 (en) Catalytic reactor for synthesis gas production
US5171728A (en) Catalyst for oxidizing carbon-containing compounds and method for the production of the same
JP4328627B2 (en) Co-oxidation catalyst containing ruthenium and zinc oxide
JP2004066170A (en) Monolithic fuel reforming catalyst, and manufacturing method thereof
GB2106415A (en) A method of preparing a supported catalyst
RU2248240C1 (en) Catalyst, method of preparation thereof, and synthesis gas generation method

Legal Events

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

Effective date: 20101014