RU2555842C1 - Copper-chromium-zinc catalyst for heterogeneous reactions - Google Patents

Copper-chromium-zinc catalyst for heterogeneous reactions Download PDF

Info

Publication number
RU2555842C1
RU2555842C1 RU2014112863/04A RU2014112863A RU2555842C1 RU 2555842 C1 RU2555842 C1 RU 2555842C1 RU 2014112863/04 A RU2014112863/04 A RU 2014112863/04A RU 2014112863 A RU2014112863 A RU 2014112863A RU 2555842 C1 RU2555842 C1 RU 2555842C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
copper
zinc
chromium
chromzinc
Prior art date
Application number
RU2014112863/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Нина Васильевна Елохина
Татьяна Федоровна Бобрина
Original Assignee
Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор"
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 Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" filed Critical Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор"
Priority to RU2014112863/04A priority Critical patent/RU2555842C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2555842C1 publication Critical patent/RU2555842C1/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

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: a copper-chromium-zinc catalyst for heterogeneous reactions, which includes copper, chromium, zinc and aluminium oxides and an additional component is disclosed. The catalyst contains, as the additional component, 0.5-5 wt % of a silicon compound with respect to the oxide and the catalyst is formed via heat treatment of aluminium hydroxide together with compounds of said components, and has a porous structure with total specific pore volume of not less than 0.25 cm3/g and content of mesopores with a diameter of 10-40 nm higher than 60%, and the catalyst has the following composition, with respect to oxides, wt %: CuO 50.0-57.0; Cr2O3 11.0-16.0; ZnO 9.5-13.0; SiO2 0.5-5.0; aluminium oxide - the balance.
EFFECT: forming a copper-chromium-zinc catalyst having high strength, thermal stability and which can be used in different chemical processes.
6 cl, 2 tbl, 8 ex

Description

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к усовершенствованию промышленного медьхромцинкового катализатора для низкотемпературной конверсии оксида углерода и расширения области его применения для других процессов.The invention relates to the chemical industry, namely to the improvement of industrial copper-zinc catalyst for low-temperature conversion of carbon monoxide and the expansion of its scope for other processes.

Медьхромцинковый катализатор для низкотемпературной конверсии оксида-углерода (НТК-4) имеет следующий состав, мас.%: CuO 37,5-55,0; ZnO 9,0-25,5; Cr2O3 6,0-15,0; Al2O3 (Катализаторы азотной промышленности. Каталог, НИИТЭХИМ, Черкассы, 1989, с.11-12. Катализаторы, применяемые в азотной промышленности. Каталог, НИИТЭХИМ, Черкассы, 1979).Copper-zinc catalyst for the low-temperature conversion of carbon monoxide (NTK-4) has the following composition, wt.%: CuO 37.5-55.0; ZnO 9.0-25.5; Cr 2 O 3 6.0-15.0; Al 2 O 3 (Catalysts of the nitrogen industry. Catalog, NIITEKHIM, Cherkassy, 1989, 11-12. Catalysts used in the nitrogen industry. Catalog, NIITEKHIM, Cherkassy, 1979).

Известно использование этого катализатора для других реакций (патент RU 2066679 C1, C07C 211/48, B01J 23/86, опубл. 20.09.1996). Предложено осуществлять N-алкилирование анилина метанолом на промышленных катализаторах низкотемпературной конверсии оксида углерода серии НТК при 180-220°C в присутствии водорода. Предлагаемый способ позволяет при конверсии анилина до 99,2% и выходе целевого N-метиланилина до 97,7% упростить технологию производства за счет исключения стадии приготовления специального катализатора, проведении процесса при более низкой температуре и продлении срока активной работы катализатора без регенерации.It is known to use this catalyst for other reactions (patent RU 2066679 C1, C07C 211/48, B01J 23/86, publ. 09/20/1996). It was proposed to carry out N-alkylation of aniline with methanol on industrial catalysts for low-temperature conversion of carbon monoxide NTK series at 180-220 ° C in the presence of hydrogen. The proposed method allows for the conversion of aniline to 99.2% and the yield of the target N-methylaniline to 97.7% to simplify the production technology by eliminating the stage of preparation of a special catalyst, carrying out the process at a lower temperature and prolonging the period of active operation of the catalyst without regeneration.

Недостатком катализатора является его низкая прочность, что приводит к необходимости его частой регенерации и уменьшению срока его службы.The disadvantage of the catalyst is its low strength, which leads to the need for its frequent regeneration and reduction of its service life.

Известно использование катализатора НТК-4 для получения анилина (патент RU 2135461 C1, C07C 211/46, C07C 209/36, опубл. 27.08.1999).It is known to use the NTK-4 catalyst for producing aniline (patent RU 2135461 C1, C07C 211/46, C07C 209/36, publ. 08.27.1999).

Предложено осуществлять гидрирование нитробензола до анилина на промышленных оксидных алюмомедно-цинкхромовых катализаторах синтеза метанола ДВ-8-2 или низкотемпературной конверсии оксида углерода НТК-4, НТК-4м, НТК-8 при температуре 155-240°C и атмосферном давлении. Предлагаемый способ позволяет при конверсии нитробензола, близкой к 100%, и выходе анилина 99,2-99,8% упростить технологию производства за счет исключения стадии приготовления специального катализатора, проведения процесса при более низкой температуре и продления срока активной работы катализатора без регенерации.It was proposed to carry out the hydrogenation of nitrobenzene to aniline on industrial oxide alumino-zinc-chromium methanol synthesis catalysts DV-8-2 or low-temperature conversion of carbon monoxide NTK-4, NTK-4m, NTK-8 at a temperature of 155-240 ° C and atmospheric pressure. The proposed method allows for the conversion of nitrobenzene close to 100% and the yield of aniline 99.2-99.8% to simplify the production technology by eliminating the stage of preparation of a special catalyst, carrying out the process at a lower temperature and prolonging the period of active operation of the catalyst without regeneration.

Недостатком этого катализатора в этом процессе является его недостаточно высокая прочность, что также приводит к уменьшению срока его службы.The disadvantage of this catalyst in this process is its insufficiently high strength, which also leads to a decrease in its service life.

Известно использование катализатора НТК-4 для получения n-алкиланилинов (патент RU 2152382 C1, C07C 211/48, C07C 209/36, опубл. 10.07.2000).It is known to use the NTK-4 catalyst for the production of n-alkylanilines (patent RU 2152382 C1, C07C 211/48, C07C 209/36, publ. 10.07.2000).

Усовершенствованный способ получения N-алкиланилина восстановительным N-алкилированием нитробензола спиртом проводят на промышленных катализаторах низкотемпературной конверсии оксида углерода серии НТК при 150-300°C в атмосфере водорода. Мольное соотношение исходных компонентов - нитробензол:спирт:водород составляет 1:(1-5):(3-10) соответственно. В качестве спиртов можно использовать спирты С1-C8 нормального, разветвленного или циклического строения.An improved method for producing N-alkylaniline by reductive N-alkylation of nitrobenzene with alcohol is carried out on industrial catalysts for the low-temperature conversion of carbon monoxide NTK series at 150-300 ° C in a hydrogen atmosphere. The molar ratio of the starting components is nitrobenzene: alcohol: hydrogen is 1: (1-5) :( 3-10), respectively. As alcohols, C1-C8 alcohols of normal, branched or cyclic structure can be used.

Недостатком этого катализатора в этом процессе, как и в вышеописанных, является его недостаточно высокая прочность, что приводит к уменьшению срока его службы.The disadvantage of this catalyst in this process, as in the above, is its insufficiently high strength, which leads to a decrease in its service life.

Известно использование медьхромцинкового катализатора для синтеза метанола и конверсии окиси углерода (а.с. SU 671077, B01J 23/72, B01J 23/86, B01J 37/16, опубл. 10.08.2008).It is known to use a copper-zinc catalyst for methanol synthesis and carbon monoxide conversion (a.s. SU 671077, B01J 23/72, B01J 23/86, B01J 37/16, publ. 10.08.2008).

Способ получения катализатора для синтеза метанола и конверсии окиси углерода включает смешение соединений цинка, хрома, меди и алюминия с последующей обработкой восстановителем и сушкой.A method for producing a catalyst for methanol synthesis and carbon monoxide conversion involves mixing zinc, chromium, copper and aluminum compounds, followed by treatment with a reducing agent and drying.

Недостатком этого катализатора в этом процессе, как и в вышеописанных, является его недостаточно высокая прочность.The disadvantage of this catalyst in this process, as in the above, is its insufficiently high strength.

Наиболее близким техническим решением является катализатор для низкотемпературной конверсии оксида углерода, раскрытый в патенте RU 2175265 С1, B01J 23/80, B01J 23/78, B01J 23/84, B01J 23/883, B01J 23/885, B01J 37/04, C01B 3/16, опубл. 27.10.2001.The closest technical solution is the catalyst for low-temperature conversion of carbon monoxide disclosed in patent RU 2175265 C1, B01J 23/80, B01J 23/78, B01J 23/84, B01J 23/883, B01J 23/885, B01J 37/04, C01B 3/16, publ. 10/27/2001.

Предложенный катализатор низкотемпературной конверсии оксида углерода включает оксиды меди, цинка, модифицирующее соединение металла и оксид алюминия, содержащий по крайней мере одно соединение элемента, выбранного из группы K, Na, Si, Fe, Ca, Ba или их смесь, в количестве 0,01-2,0 мас.% в пересчете на оксид, а в качестве модифицирующего соединения катализатор содержит по крайней мере одно соединение металла, выбранного из группы Ni, Mn, Cr, Zr, Na, Ti, Mg или их смесь, в количестве 0,1-15 мас.% в пересчете на оксид, и катализатор имеет следующий состав, мас.%: CuO 35,0-61,0; ZnO 12,0-29,0. По крайней мере одно соединение модифицирующего металла из группы: Ni, Mn, Cr, Zr, Na, Ti, Mg или их смесь 0,1-15,0. Оксид алюминия, содержащий по крайней мере одно соединение элемента, выбранного из группы: K, Na, Si, Fe, Ca, Ba или их смесь, в количестве 0,01-2,0 мас.% - остальное.The proposed catalyst for low-temperature conversion of carbon monoxide includes copper oxides, zinc, a modifying metal compound and aluminum oxide containing at least one compound of an element selected from the group K, Na, Si, Fe, Ca, Ba, or a mixture thereof, in an amount of 0.01 -2.0 wt.% In terms of oxide, and as a modifying compound, the catalyst contains at least one metal compound selected from the group Ni, Mn, Cr, Zr, Na, Ti, Mg, or a mixture thereof, in an amount of 0, 1-15 wt.% In terms of oxide, and the catalyst has the following composition, wt.%: CuO 35.0-61.0; ZnO 12.0-29.0. At least one compound of a modifying metal from the group: Ni, Mn, Cr, Zr, Na, Ti, Mg, or a mixture thereof 0.1-15.0. Alumina containing at least one compound of an element selected from the group: K, Na, Si, Fe, Ca, Ba or a mixture thereof, in an amount of 0.01-2.0 wt.% - the rest.

Этот катализатор обладает более высокой прочностью, чем вышеописанные катализаторы, однако состав его достаточно сложный. Кроме модифицирующих соединений катализатор содержит носитель, который получают, специальным образом вводя в него необходимые элементы, что приводит к значительному усложнению способа его получения. Катализатор имеет недостаточную прочность для использования его в различных процессах.This catalyst has a higher strength than the above catalysts, however, its composition is quite complex. In addition to modifying compounds, the catalyst contains a carrier, which is obtained by introducing in a special way the necessary elements into it, which leads to a significant complication of the method for its preparation. The catalyst has insufficient strength for use in various processes.

Задачей предлагаемого изобретения является создание медьхромцинкового катализатора, обладающего повышенной прочностью и термостабильностью для использования в различных процессах.The task of the invention is the creation of a copper-zinc catalyst with enhanced strength and thermal stability for use in various processes.

Поставленная задача решается с помощью медьхромцинкового катализатора для гетерогенных реакций, включающего оксиды меди, хрома, цинка, алюминия и дополнительный компонент. Катализатор содержит в качестве дополнительного компонента соединение кремния в пересчете на оксид 0,5-5 мас.%, и сформирован в процессе термообработки гидроксида алюминия совместно с соединениями вышеназванных компонентов, и имеет пористую структуру с общим удельным объемом пор не менее 0,25 см3/г и долей мезопор диаметром 10-40 нм более 60%, и катализатор имеет в пересчете на оксиды следующий состав, мас.%:The problem is solved using a copper-zinc catalyst for heterogeneous reactions, including oxides of copper, chromium, zinc, aluminum and an additional component. The catalyst contains as an additional component a silicon compound in terms of 0.5-5 wt.% Oxide, and is formed during the heat treatment of aluminum hydroxide together with the compounds of the above components, and has a porous structure with a total specific pore volume of at least 0.25 cm 3 / g and a fraction of mesopores with a diameter of 10-40 nm more than 60%, and the catalyst in terms of oxides has the following composition, wt.%:

CuOCuO 50,0-570 50.0-570 Cr2O3 Cr 2 O 3 11,0-160 11.0-160 ZnOZno 9,5-130 9.5-130 SiO2 SiO 2 0,5-50 0.5-50 оксид алюминияaluminium oxide остальное rest

Предпочтительно катализатор имеет форму цилиндрических гранул, полученных экструзией в виде равноразмерных цилиндров с диаметром 3-8 мм.Preferably, the catalyst is in the form of cylindrical granules obtained by extrusion in the form of uniformly sized cylinders with a diameter of 3-8 mm.

Предпочтительно катализатор имеет величину удельной поверхности не менее 60 м2/г с сохранением ее до температуры 500°C.Preferably, the catalyst has a specific surface area of at least 60 m 2 / g while maintaining it up to a temperature of 500 ° C.

Предпочтительно катализатор имеет механическую прочность на раздавливание по образующей гранулы не менее 5 МПа с сохранением ее до температуры 500°C.Preferably, the catalyst has a mechanical crush strength of at least 5 MPa along the generatrix of the granule while maintaining it to a temperature of 500 ° C.

Предпочтительно катализатор содержит диоксид кремния в количестве 2-3 мас.%.Preferably, the catalyst contains silica in an amount of 2-3 wt.%.

Предпочтительно катализатор используют для получения анилина или низкотемпературной конверсии диоксида углерода, синтеза метанола, синтеза N-алкиланилина.Preferably, the catalyst is used to produce aniline or low temperature carbon dioxide conversion, methanol synthesis, N-alkylaniline synthesis.

В настоящие время в России медьхромцинковый катализатор НТК-4 получают таблетированием. Основным недостатком этого катализатора является маленький срок службы из-за потери механической прочности, особенно в присутствии водяных паров.At present, in Russia, the NTK-4 copperchromic zinc catalyst is prepared by tabletting. The main disadvantage of this catalyst is its short life due to the loss of mechanical strength, especially in the presence of water vapor.

Предлагаемый катализатор получают методом смешения компонентов, включающих медь, хром, цинк, кремний и гидроксид алюминия, при смешении которых происходит равномерное распределение компонентов катализатора по грануле. Катализатор получают методом экструзионного формования.The proposed catalyst is obtained by mixing components comprising copper, chromium, zinc, silicon and aluminum hydroxide, when mixed, a uniform distribution of the catalyst components over the granule occurs. The catalyst is obtained by extrusion molding.

Неожиданным результатом стало получение медьхромцинкового катализатора, обладающего повышенной прочностью и имеющего общий удельный объем пор не менее 0,25 см3/г и мезопоры диаметром 10-40 нм. Получение катализатора с такими свойствами позволяет использовать его для многих химических процессов, например:An unexpected result was the production of a copper-zinc catalyst, which has increased strength and has a total specific pore volume of at least 0.25 cm 3 / g and mesopores with a diameter of 10-40 nm. Obtaining a catalyst with such properties allows you to use it for many chemical processes, for example:

1) получение анилина;1) obtaining aniline;

2) низкотемпературная конверсия оксида углерода;2) low temperature conversion of carbon monoxide;

3) синтез метанола;3) methanol synthesis;

4) синтез N-алкиланилина.4) synthesis of N-alkylaniline.

Нижеследующие примеры иллюстрируют предлагаемое изобретение. Удельную поверхность определяют методом БЭТ, объем пор - адсорбцией воды, прочность на раздавливание - на приборе МП-9С.The following examples illustrate the invention. The specific surface area is determined by the BET method, the pore volume is determined by water adsorption, the crushing strength is determined on an MP-9C device.

Пример 1Example 1

В лопастной смеситель загружают гидроксид алюминия псевдобемитной структуры в количестве 15-25% в пересчете на готовый катализатор, проводят его пептизацию азотной кислотой. Кислотный модуль составляет 0,12-0,14. Затем загружают порошкообразные компоненты - оксиды меди, хрома, цинка и кремния в количествах, необходимых для получения готового катализатора следующего состава, мас.%:In a paddle mixer load aluminum hydroxide pseudoboehmite structure in the amount of 15-25% in terms of the finished catalyst, carry out its peptization with nitric acid. The acid module is 0.12-0.14. Then powdered components are loaded - oxides of copper, chromium, zinc and silicon in quantities necessary to obtain a finished catalyst of the following composition, wt.%:

CuOCuO 5353 Cr2O3 Cr 2 O 3 13,513.5 ZnOZno 1010 SiO2 SiO 2 22 Al2O3 Al 2 O 3 остальноеrest

Сухие компоненты равномерно перемешивают с влажным гидроксидом алюминия, в присутствии воды доводят массу до однородного пастообразного состояния. Полученную пасту экструдируют через фильеру с диаметром отверстий 5 мм, разрезают на гранулы длиной 5-6 мм, которые сушат при температуре 120°C - 4 часа. Прокаливание катализатора проводят в токе воздуха при температуре от 400 до 500°C. Удельная поверхность готового катализатора составляет 73 м2/г, прочность на раздавливание по образующей - 6,2 МПА, суммарный объем пор - 0,27 см3/г, доля объема пор с радиусом от 10 до 40 нм - 70%.The dry components are uniformly mixed with wet aluminum hydroxide, in the presence of water, the mass is brought to a uniform pasty state. The resulting paste is extruded through a die with a hole diameter of 5 mm, cut into granules 5-6 mm long, which are dried at a temperature of 120 ° C for 4 hours. The calcination of the catalyst is carried out in a stream of air at a temperature of from 400 to 500 ° C. The specific surface area of the finished catalyst is 73 m 2 / g, the crushing strength along the generatrix is 6.2 MPA, the total pore volume is 0.27 cm 3 / g, and the proportion of the pore volume with a radius of 10 to 40 nm is 70%.

Примеры 2-7 аналогичны примеру 1, отличие состоит в том, что загрузка компонентов в смеситель производилась в количестве, соответствующем составу катализатора, мас.%.Examples 2-7 are similar to example 1, the difference is that the components were loaded into the mixer in an amount corresponding to the composition of the catalyst, wt.%.

Пример 2Example 2

CuOCuO 54.554.5 Cr2O3 Cr 2 O 3 12,512.5 ZnOZno 11,711.7 SiO2 SiO 2 55 Al2O3 Al 2 O 3 остальноеrest

Характеристика катализатора представлена в таблице 1.The characteristics of the catalyst are presented in table 1.

Пример 3Example 3

CuOCuO 51,851.8 Cr2O3 Cr 2 O 3 14,014.0 ZnOZno 12,212,2 SiO2 SiO 2 1,051.05 Al2O3 Al 2 O 3 остальноеrest

Характеристика катализатора представлена в таблице 1.The characteristics of the catalyst are presented in table 1.

Пример 4Example 4

CuOCuO 52,352.3 Cr2O3 Cr 2 O 3 16,016,0 ZnOZno 12,912.9 SiO2 SiO 2 3,53,5 Al2O3 Al 2 O 3 остальноеrest

Характеристика катализатора представлена в таблице 1.The characteristics of the catalyst are presented in table 1.

Пример 5Example 5

CuOCuO 55,455,4 Cr2O3 Cr 2 O 3 12,012.0 ZnOZno 10,310.3 SiO2 SiO 2 2,72.7 Al2O3 Al 2 O 3 остальноеrest

Характеристика катализатора представлена в таблице 1.The characteristics of the catalyst are presented in table 1.

Пример 6Example 6

CuOCuO 51,551.5 Cr2O3 Cr 2 O 3 15,115.1 ZnOZno 9,09.0 SiO2 SiO 2 0,50.5 Al2O3 Al 2 O 3 остальноеrest

Характеристика катализатора представлена в таблице 1.The characteristics of the catalyst are presented in table 1.

Пример 7Example 7

CuOCuO 57,057.0 Cr2O3 Cr 2 O 3 14,514.5 ZnOZno 11,811.8 SiO2 SiO 2 0,50.5 Al2O3 Al 2 O 3 остальноеrest

Характеристика катализатора представлена в таблице 1.The characteristics of the catalyst are presented in table 1.

Пример 8 (прототип)Example 8 (prototype)

К гидроксиду алюминия, содержащему Na2O в количестве 0,03%, добавляют кислородсодержащие соединения Cu, Cr, Zn в количестве, необходимом для получения в составе катализатора CuO - 52%, ZnO - 9,96%, Cr2O3 - 12, добавляют азотную кислоту (кислотный модуль равен 0,75), массу перемешивают в течение 30 мин, экструдируют, сушат при температуре 110°C и прокаливают при температуре 450°C в течение 6 часов.To aluminum hydroxide containing Na 2 O in an amount of 0.03%, oxygen-containing compounds Cu, Cr, Zn are added in an amount necessary to obtain CuO — 52%, ZnO — 9.96%, Cr 2 O 3 —12 nitric acid is added (the acid module is 0.75), the mass is stirred for 30 minutes, extruded, dried at 110 ° C and calcined at 450 ° C for 6 hours.

Figure 00000001
Figure 00000001

Из таблицы 1 видно, что предлагаемый катализатор характеризуется высокой механической прочностью и удельной поверхностью. Доля объема пор от 10 до 40 нм, обеспечивающих высокую активность катализатора, составляет не менее 70% от суммарного объема пор.From table 1 it is seen that the proposed catalyst is characterized by high mechanical strength and specific surface area. The proportion of pore volume from 10 to 40 nm, providing a high catalyst activity, is at least 70% of the total pore volume.

К медьсодержащим катализаторам, используемых в процессах низкотемпературной конверсии оксида углерода водяным паром, синтеза анилина и других, предъявляют жесткие требования в отношении:To copper-containing catalysts used in the processes of low-temperature conversion of carbon monoxide with water vapor, the synthesis of aniline and others, stringent requirements are placed on:

1. Активности.1. Activities.

2. Термостабильности, т.е. активность должна сохраняться при перегреве катализатора до 350-400°C.2. Thermostability, ie activity should be maintained when the catalyst overheats to 350-400 ° C.

3. Стабильности, т.е. к устойчивости катализатора к воздействию реакционной среды.3. Stability, ie to the stability of the catalyst to the effects of the reaction medium.

4. Механической прочности.4. Mechanical strength.

Механическая прочность приобретает особое значение при загрузке катализатора в трубчатый реактор, например синтез анилина. Катализатор в таком реакторе должен обеспечивать устойчивый перепад давления по трубке, то есть иметь хорошую прочность и не разрушаться при эксплуатации. Поэтому предлагаемый катализатор неоднократно подвергался воздействию высоких температур 500°C в течение четырех часов для проверки сохранения его свойств.Mechanical strength is of particular importance when loading the catalyst into a tubular reactor, such as aniline synthesis. The catalyst in such a reactor should provide a steady pressure drop across the tube, that is, have good strength and not collapse during operation. Therefore, the proposed catalyst was repeatedly exposed to high temperatures of 500 ° C for four hours to verify the preservation of its properties.

Характеристика образцов (удельная поверхность и прочность на раздавливание по образующей) после термообработки при 500°C приведена в таблице 2.The characteristics of the samples (specific surface and crushing strength along the generatrix) after heat treatment at 500 ° C are shown in table 2.

Figure 00000002
Figure 00000002

Из таблицы 2 видно, что предлагаемый катализатор обладает высокой термостабильностью и сохраняет высокую удельную поверхность и механическую прочность до 500°C, что позволяет его использовать с высокой эффективностью для многих гетерогенных реакций, в которых ранее использовался медьхромцинковый катализатор. Предлагаемый катализатор был испытан в следующих реакциях:Table 2 shows that the proposed catalyst has high thermal stability and maintains a high specific surface area and mechanical strength up to 500 ° C, which allows it to be used with high efficiency for many heterogeneous reactions in which a copper-zinc catalyst was previously used. The proposed catalyst was tested in the following reactions:

1. Гидрирование нитробензола до анилина при температуре 160-240°C и атмосферном давлении.1. Hydrogenation of nitrobenzene to aniline at a temperature of 160-240 ° C and atmospheric pressure.

Катализатор показал следующие результаты:The catalyst showed the following results:

Конверсия нитробензола - 99,8%Nitrobenzene conversion - 99.8%

Выход анилина - 99,8%Aniline yield - 99.8%

2. Низкотемпературная конверсия оксида углерода. Активность катализатора характеризуется константой скорости реакции (см3/г·с) при температурах 180°C, 200°C, 225°C, при объемной скорости 5000 ч-1 и соотношении пар:газ - 0,7:1, объемной доле N2 - 23,1%, Н2 - 55,6%, CO - 12,5%, CO2 - 9,4%. Константа скорости реакции составляет при температурах:2. Low temperature conversion of carbon monoxide. The activity of the catalyst is characterized by a constant reaction rate (cm 3 / g · s) at temperatures of 180 ° C, 200 ° C, 225 ° C, at a space velocity of 5000 h -1 and a steam: gas ratio of 0.7: 1, volume fraction N 2 - 23.1%, H 2 - 55.6%, CO - 12.5%, CO 2 - 9.4%. The reaction rate constant is at temperatures:

180°C - 2,6180 ° C - 2.6

200°C - 4,2200 ° C - 4.2

225°C - 6,2225 ° C - 6.2

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание медьхромцинкового катализатора, обладающего повышенной прочностью и термостабильностью и возможность его использования в различных химических процессах.The technical result of the invention is the creation of a copper-zinc catalyst with increased strength and thermal stability and the possibility of its use in various chemical processes.

Claims (6)

1. Медьхромцинковый катализатор для гетерогенных реакций, включающий оксиды меди, хрома, цинка, алюминия и дополнительный компонент, отличающийся тем, что катализатор содержит в качестве дополнительного компонента соединения кремния в пересчете на оксид 0,5-5 мас.% и сформирован в процессе термообработки гидроксида алюминия совместно с соединениями вышеназванных компонентов и имеет пористую структуру с общим удельным объемом пор не менее 0,25 см3/г и долей мезопор диаметром 10-40 нм более 60% и катализатор имеет в пересчете на оксиды следующий состав, мас.%:
CuO 50,0-57,0 Cr2O3 11,0-16,0 ZnO 9,5-13,0 SiO2 0,5-5,0 оксид алюминия остальное
1. Copper-zinc catalyst for heterogeneous reactions, including oxides of copper, chromium, zinc, aluminum and an additional component, characterized in that the catalyst contains silicon compounds as an additional component in terms of oxide, 0.5-5 wt.% And formed during the heat treatment aluminum hydroxide together with the compounds of the above components and having a porous structure with a total pore volume of at least 0.25 cm 3 / g and a mesopore diameter fractions 10-40 nm greater than 60% and the catalyst is based on the following oxides composition, wt.%:
CuO 50.0-57.0 Cr 2 O 3 11.0-16.0 Zno 9.5-13.0 SiO 2 0.5-5.0 aluminium oxide rest
2. Медьхромцинковый катализатор по п.1, отличающийся тем, что имеет форму цилиндрических гранул, полученных экструзией в виде равноразмерных цилиндров с диаметром 3-8 мм.2. The copper-chromzinc catalyst according to claim 1, characterized in that it has the form of cylindrical granules obtained by extrusion in the form of uniformly sized cylinders with a diameter of 3-8 mm 3. Медьхромцинковый катализатор по п.1, отличающийся тем, что имеет величину удельной поверхности не менее 60 м2/г с сохранением ее до температуры 500°C.3. The copper-chromzinc catalyst according to claim 1, characterized in that it has a specific surface area of at least 60 m 2 / g while maintaining it up to a temperature of 500 ° C. 4. Медьхромцинковый катализатор по п.1, отличающийся тем, что имеет механическую прочность на раздавливание по образующей гранулы не менее 5 МПа с сохранением ее до температуры 500°C.4. The copper-chromzinc catalyst according to claim 1, characterized in that it has a mechanical crushing strength along the generatrix of the granule of at least 5 MPa while maintaining it to a temperature of 500 ° C. 5. Медьхромцинковый катализатор по п.1, отличающийся тем, что содержит диоксид кремния в количестве 2-3 мас.%.5. The copper-chromzinc catalyst according to claim 1, characterized in that it contains silicon dioxide in an amount of 2-3 wt.%. 6. Медьхромцинковый катализатор по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что катализатор используют для получения анилина, низкотемпературной конверсии диоксида углерода, синтеза метанола, синтеза N-алкиланилина. 6. Copper-zinc catalyst according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that the catalyst is used to obtain aniline, low-temperature conversion of carbon dioxide, the synthesis of methanol, the synthesis of N-alkylaniline.
RU2014112863/04A 2014-04-02 2014-04-02 Copper-chromium-zinc catalyst for heterogeneous reactions RU2555842C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014112863/04A RU2555842C1 (en) 2014-04-02 2014-04-02 Copper-chromium-zinc catalyst for heterogeneous reactions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014112863/04A RU2555842C1 (en) 2014-04-02 2014-04-02 Copper-chromium-zinc catalyst for heterogeneous reactions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2555842C1 true RU2555842C1 (en) 2015-07-10

Family

ID=53538572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014112863/04A RU2555842C1 (en) 2014-04-02 2014-04-02 Copper-chromium-zinc catalyst for heterogeneous reactions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2555842C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2642788C1 (en) * 2016-12-13 2018-01-26 Общество с ограниченной ответственностью "НИАП-КАТАЛИЗАТОР" Copper-zinc-chrome-aluminium catalyst production method
US20190217276A1 (en) * 2016-09-07 2019-07-18 Mexichem Fluor S.A. De C.V. Catalyst and process using the catalyst for manufacturing fluorinated hydrocarbons

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2529161B2 (en) * 1991-11-11 1996-08-28 薫 藤元 Method for producing dimethyl ether
JP2000126597A (en) * 1998-10-28 2000-05-09 Agency Of Ind Science & Technol Carbon monoxide conversion catalyst and a method for converting carbon monoxide using the catalyst
RU2175265C1 (en) * 2000-07-28 2001-10-27 Открытое акционерное общество "Катализатор" Low-temperature carbon monoxide conversion catalyst and method of preparation thereof
RU2199387C1 (en) * 2001-05-23 2003-02-27 Открытое акционерное общество "Катализатор" Catalyst for extensive oxidation of organics and carbon monoxide in gas emissions and method of preparation thereof (versions)
RU2217415C2 (en) * 2001-07-26 2003-11-27 Открытое акционерное общество "Волжский Оргсинтез" Method for preparing aniline and catalyst for preparing aniline and other amines
RU2372987C2 (en) * 2005-05-03 2009-11-20 Зюд-Хеми Аг PRODUCTION OF Cu/Zn/Al-CATALYSTS VIA FORMATE ROUTE

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2529161B2 (en) * 1991-11-11 1996-08-28 薫 藤元 Method for producing dimethyl ether
JP2000126597A (en) * 1998-10-28 2000-05-09 Agency Of Ind Science & Technol Carbon monoxide conversion catalyst and a method for converting carbon monoxide using the catalyst
RU2175265C1 (en) * 2000-07-28 2001-10-27 Открытое акционерное общество "Катализатор" Low-temperature carbon monoxide conversion catalyst and method of preparation thereof
RU2199387C1 (en) * 2001-05-23 2003-02-27 Открытое акционерное общество "Катализатор" Catalyst for extensive oxidation of organics and carbon monoxide in gas emissions and method of preparation thereof (versions)
RU2217415C2 (en) * 2001-07-26 2003-11-27 Открытое акционерное общество "Волжский Оргсинтез" Method for preparing aniline and catalyst for preparing aniline and other amines
RU2372987C2 (en) * 2005-05-03 2009-11-20 Зюд-Хеми Аг PRODUCTION OF Cu/Zn/Al-CATALYSTS VIA FORMATE ROUTE

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190217276A1 (en) * 2016-09-07 2019-07-18 Mexichem Fluor S.A. De C.V. Catalyst and process using the catalyst for manufacturing fluorinated hydrocarbons
US11406965B2 (en) * 2016-09-07 2022-08-09 Mexichem Fluor S.A. De C.V. Catalyst and process using the catalyst for manufacturing fluorinated hydrocarbons
RU2642788C1 (en) * 2016-12-13 2018-01-26 Общество с ограниченной ответственностью "НИАП-КАТАЛИЗАТОР" Copper-zinc-chrome-aluminium catalyst production method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1913967B (en) Method for making mesoporous or combined mesoporous and microporous inorganic oxides
KR101906620B1 (en) Chabazite type zeolite and process for production thereof, copper-carrying low-silica zeolite, nox reductive elimination catalyst including said zeolite, and method for reductive elimination of nox employing said catalyst
DK171038B1 (en) Absorbent, catalyst or precursor materials thereof, process for making the same, and process for steam reforming
JP5638019B2 (en) Process for producing isoolefins having 4 to 6 carbon atoms
CN109305915A (en) The synthetic method of parachloroanilinum
RU2317853C2 (en) Spherical high-active supported metal catalysts
JP5114411B2 (en) Molded product containing aluminosilicate and aluminum oxide and continuous production of methylamine
RU2326732C1 (en) Catalyst for fischer-tropsch synthesis and method for its producing
TR201812437T1 (en) Catalyst carrier and catalyst comprising same.
KR20140133849A (en) Catalyst and method for the direct synthesis of dimethyl ether from synthesis gas
ES2725112T3 (en) Copper-based catalyst precursor, manufacturing method and hydrogenation method
CN106669819A (en) Method and process for preparing Cu, Fe and MgO loaded AlPO<4>-5 molecular sieve for catalysis of hydrogen production from steam reforming of methanol
RU2684908C2 (en) Nitrous oxide decomposition catalyst
US20210238114A1 (en) Method For Producing Catalysts Having Increased Strength And Decreased Volume Reduction
RU2555842C1 (en) Copper-chromium-zinc catalyst for heterogeneous reactions
Li et al. Synthesis of Co-doped micro-mesoporous SAPO-11 zeolite for glycerol hydrogenolysis
US8999876B2 (en) Carbon-supported catalysts for production of higher alcohols from syngas
US11865513B2 (en) Extruded titania-based materials comprising quaternary ammonium compounds and/or prepared using quaternary ammonium compounds
CN108033462B (en) Hierarchical porous LTL molecular sieve and synthesis method and application thereof
JP2008104906A (en) Method for manufacturing catalyst for removing carbon monoxide
RU2019131826A (en) CATALYST FOR CONVERSION OF SYNTHESIS GAS TO ALCOHOLS
JPH11179204A (en) Catalyst for methanation of gas containing carbon monoxide and carbon dioxide and its production
JP2017218367A (en) Chabazite zeolite with high hydrothermal resistance and method for producing same
CN105983434A (en) Preparation method and use of binder-free ZSM-11 molecular sieve-based catalyst
CN110342533A (en) Molecular sieve and its preparation method and application