RU2677694C1 - Способ приготовления катализатора среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром - Google Patents

Способ приготовления катализатора среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром Download PDF

Info

Publication number
RU2677694C1
RU2677694C1 RU2018117259A RU2018117259A RU2677694C1 RU 2677694 C1 RU2677694 C1 RU 2677694C1 RU 2018117259 A RU2018117259 A RU 2018117259A RU 2018117259 A RU2018117259 A RU 2018117259A RU 2677694 C1 RU2677694 C1 RU 2677694C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron
temperature conversion
carbon monoxide
oxalic acid
containing component
Prior art date
Application number
RU2018117259A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Александрович Ильин
Руслан Николаевич Румянцев
Александр Павлович Ильин
Максим Александрович Лапшин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ)
Priority to RU2018117259A priority Critical patent/RU2677694C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2677694C1 publication Critical patent/RU2677694C1/ru

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08Heat treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/72Copper
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74Iron group metals
    • B01J23/745Iron
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/78Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with alkali- or alkaline earth metals

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу приготовления катализаторов для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром, которые могут быть использованы в химической промышленности при получении азотоводородной смеси для синтеза аммиака. Способ приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром заключается в механической активации железосодержащего компонента с соединением меди, сушке, формовании и прокаливании гранул, при этом в качестве железосодержащего компонента используют порошок металлического железа, а механическую активацию осуществляют в присутствии щавелевой кислоты при массовом соотношении металл/щавелевая кислота 0,5÷0,7 и достижении степени растворения металлов 80÷100%, затем добавляют 6,5÷20 мас.% Са(ОН)и перемешивают. Технический результат заключается в увеличении удельной площади поверхности и каталитической активности. 1 табл., 3 пр.

Description

Изобретение относится к способу приготовления катализаторов для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром, которые могут быть использованы в химической промышленности при получении азотоводородной смеси для синтеза аммиака.
Известен способ приготовления катализатора для конверсии оксида углерода, включающий осаждение гидроксида железа из раствора нитрата железа аммиакосодержащим осадителем с последующим получением железосодержащего компонента, приготовлением бихромата меди, смешением с железосодержащим компонентом, сушку, прокаливание, формование катализаторной массы. В качестве осадителя выбирается аммиачно-карбонатный раствор, осадок гидроксида железа отделяют и промывают, сушат и прокаливают при температуре 380÷420°С, полученный железосодержащий компонент, представляющий собой оксид железа, смешивают с бихроматом меди, катализаторную массу увлажняют водой, формуют, прокаливают на воздухе, сушат и прокаливают при постепенном подъеме температуры 30-50°С [Патент РФ 2157731, МПК B01J 37/04, 23/86. Способ приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода с водяным паром / Шаркина В.И., Серегина Л.К., Горожанкин Э.В., Аксенов Н.Н.; заявитель и патентообладатель Меньшов Владимир Никифорович. - №2000108697/04; заявл. 11.04.2000; опубл. 20.10.2000, бюл. №7].
К недостаткам данного способа следует отнести трудоемкость и продолжительность технологического процесса приготовления, недостаточно высокую механическую прочность и активность получаемого катализатора, использование дефицитных и токсичных соединений хрома.
Известен способ приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром, включающий механическую активацию железосодержащего компонента с оксидами кальция и меди, смешение с водой до образования пластичной массы, экструзионное формование, сушку и прокаливание, при этом в качестве железосодержащего компонента используют порошок металлического железа, а механическую активацию компонентов осуществляют при пропускании воздуха, обогащенного кислородом, с концентрацией 30-100% [Патент РФ 2291744, МПК B01J 37/04, 23/745, 23/72, 23/78. Способ приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром / Ильин A.A. (RU), Ильин А.П. (RU), Смирнов Н.Н. (RU); заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ивановский государственный химико-технологический университет» (ИГХТУ) (RU). - №2005137678/04; заявл. 02.12.2005; опубл. 20.01.2007, бюл. №2. - 5 с].
К недостаткам данного способа следует отнести невысокую удельную площадь поверхности и каталитическую активность при низких температурах.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату, то есть прототипом, является способ приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром, включающий механическую активацию железосодержащего компонента с оксидом меди, сушку, формование и прокаливание гранул, при этом в качестве железосодержащего компонента используют порошок чугуна, а механическую активацию осуществляют сначала в 1 20%-ном растворе карбоновой кислоты с последующим добавлением оксидов кальция и меди при массовом соотношении Fe2O3÷СаО÷CuO = 90÷50:40:10÷1 [Патент РФ №2445160, МПК B01J 23/745, 23/72, 23/78, 3/16. Способ приготовления катализатора среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром / Ильин A.A. (RU), Ильин А.П. (RU), Смирнов Н.Н. (RU), Румянцев Р.Н. (RU), заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ивановский государственный химико-технологический университет» (ИГХТУ) (RU) №2011113138/04 заявл. 05.04.2011, опубл. 20.03.2012, бюл. №8].
К недостаткам прототипа следует отнести невысокую удельную площадь поверхности и каталитическую активность.
Техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение удельной площади поверхности и каталитической активности.
Указанный результат достигается тем, что в способе приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром, заключающемся в механической активации железосодержащего компонента с соединением меди, сушке, формовании и прокаливании гранул, согласно изобретению, в качестве железосодержащего компонента используют порошок металлического железа, а механическую активацию осуществляют в присутствии щавелевой кислоты при массовом соотношении металл/щавелевая кислота 0,5÷0,7 и достижении степени растворения металлов 80 100%, затем добавляют 6,5÷20% Са(ОН)2 и перемешивают.
В результате использования заявляемого технического решения увеличиваются величина площади удельной поверхности и активность катализатора.
Для приготовления катализатора по предлагаемому способу используют порошок железа марки ПЖР ГОСТ 9849-86, меди ГОСТ 4960-2009, гидроксид кальция ГОСТ 9262-77, щавелевую кислоту ГОСТ 22180-76.
Изобретение осуществляется следующим образом
Пример 1.
Для получения 100 г. катализатора в барабан вибрационной мельницы VM-4 загружают 63,0 г. порошка металлического железа, 2.0 г.металлической меди, 80.0 г. воды и 130 г.щавелевой кислоты соотношения металл/щавелевая кислота = 0,5 и активируют в течение 60 минут до достижения степени растворения металлов 99,1%. Затем в полученную суспензию добавляют 10,0 г. Са(ОН)2 (10%) перемешивают с одновременным удалением влаги до достижения оптимальной формовочной влажности, формуют в гранулы, которые сушат в течение 6 часов при 150°С и прокаливают при 250°С. Состав полученного катализатора: Fe2O3 - 90%, CuO - 2,5%, СаО - 7,5%.
Пример 2
Катализатор готовят аналогично примеру 1 с тем лишь отличием, что в барабан вибрационной мельницы загружают 57,6 г. порошка металлического железа, 2.0 г. металлической меди, 80.0 г. воды и 99,4 г. щавелевой кислоты (соотношение металл/щавелевая кислота = 0,6) и активируют в течение 40 минут до достижения степени растворения 80,2%. Затем в полученную массу добавляют 20,0 г. Са(ОН)2 (20%). Состав катализатора Fe2O3 - 82,3%, CuO - 2,5%, СаО - 15,2%.
Пример 3.
Катализатор готовят аналогично примеру 1 с тем лишь отличием, что в барабан вибрационной мельницы загружают 63,9 г.порошка металлического железа, 2.0 г. металлической меди, 80.0 г. воды и 91,2 г.щавелевой кислоты (соотношение металл/щавелевая кислота = 0,7) и активируют в течение 50 минут до достижения степени растворения 91,3%. Затем в полученную массу добавляют 6,7%. Са(ОН)2. Состав катализатора Fe2O3 - 91,3%, CuO - 2,5%, СаО - 5,1%.
Активность образцов катализатора оценивали по степени превращения СО в реакции конверсии оксида углерода водяным паром в водород.
Условия испытания: температура - 340°С, соотношение пар : газ = 0,6. Объемная скорость газа 5000 час-1, содержание СО на входе 12%.
Удельную поверхность образцов определяли по низкотемпературной адсорбции азота методом БЭТ (Физико-химическое применение газовой хроматографии / А.В. Киселев, А.В. Иогансен, К.И. Сакодынский и др. - М.: Химия, 1973. 256 с.)
Результаты испытаний представлены в таблице
Figure 00000001
Из таблицы видно, что использование предлагаемого изобретения позволяет увеличить величины площади поверхности более чем в 2 раза и активность на 10,8-9,2%.

Claims (1)

  1. Способ приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром, заключающийся в механической активации железосодержащего компонента с соединением меди, сушке, формовании и прокаливании гранул, отличающийся тем, что в качестве железосодержащего компонента используют порошок металлического железа, а механическую активацию осуществляют в присутствии щавелевой кислоты при массовом соотношении металл/щавелевая кислота 0,5÷0,7 и достижении степени растворения металлов 80-100%, с последующим добавлением 6,5-20 мас.% Са(ОН)2 и перемешиванием.
RU2018117259A 2018-05-08 2018-05-08 Способ приготовления катализатора среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром RU2677694C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018117259A RU2677694C1 (ru) 2018-05-08 2018-05-08 Способ приготовления катализатора среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018117259A RU2677694C1 (ru) 2018-05-08 2018-05-08 Способ приготовления катализатора среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2677694C1 true RU2677694C1 (ru) 2019-01-21

Family

ID=65084988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018117259A RU2677694C1 (ru) 2018-05-08 2018-05-08 Способ приготовления катализатора среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2677694C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2707889C1 (ru) * 2019-04-08 2019-12-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Способ приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000003790A1 (en) * 1998-07-15 2000-01-27 Redem Corporation Self-regenerating oxidation catalyst for treating diesel engine exhaust gases
RU2291744C1 (ru) * 2005-12-02 2007-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Способ приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром
RU2299764C2 (ru) * 2002-05-15 2007-05-27 Зюд-Хеми Аг Катализатор фишера-тропша, полученный при использовании высокочистого железосодержащего предшественника (варианты)
RU2445160C1 (ru) * 2011-04-05 2012-03-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Способ приготовления катализатора среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром
EP2893976A1 (en) * 2012-09-03 2015-07-15 Kuraray Co., Ltd. Copper-based catalyst precursor, method for manufacturing same, and hydrogenation method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000003790A1 (en) * 1998-07-15 2000-01-27 Redem Corporation Self-regenerating oxidation catalyst for treating diesel engine exhaust gases
RU2299764C2 (ru) * 2002-05-15 2007-05-27 Зюд-Хеми Аг Катализатор фишера-тропша, полученный при использовании высокочистого железосодержащего предшественника (варианты)
RU2291744C1 (ru) * 2005-12-02 2007-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Способ приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром
RU2445160C1 (ru) * 2011-04-05 2012-03-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Способ приготовления катализатора среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром
EP2893976A1 (en) * 2012-09-03 2015-07-15 Kuraray Co., Ltd. Copper-based catalyst precursor, method for manufacturing same, and hydrogenation method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2707889C1 (ru) * 2019-04-08 2019-12-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Способ приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2009078979A2 (en) Iron-based water gas shift catalyst
CN106512999B (zh) 一种甲烷干气重整催化剂及其制备方法
JP7527052B2 (ja) アンモニア合成触媒
RU2677694C1 (ru) Способ приготовления катализатора среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром
DK164805B (da) Forstadiemateriale der kan omdannes til en metallisk jernkatalysator ved reduktion og fremgangsmaade til fremstilling af materialet
WO2014025274A1 (en) Multicomponent oxide catalyst for low-temperature oxidation of methane and the method for preparation thereof
RU2445160C1 (ru) Способ приготовления катализатора среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром
RU2603641C1 (ru) Способ приготовления катализатора среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром
RU2707889C1 (ru) Способ приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром
RU2291744C1 (ru) Способ приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром
US2449071A (en) Catalyst for the synthesis of hydrocarbons
CN105772001B (zh) 一种铁酸盐催化剂的制备方法和用途
JP2017001010A (ja) アンモニア分解用触媒、及び当該触媒を用いた水素の製造方法
RU2320411C1 (ru) Способ приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром
CN111589450B (zh) 羰基硫水解催化剂及其制备方法
JPH08173809A (ja) 一酸化炭素の転化のための触媒およびそれを用いた方法
RU2458738C1 (ru) Способ получения катализатора окисления метанола до формальдегида
RU2814102C1 (ru) Способ получения феррита кобальта
Niculescu et al. Thermal and spectroscopic studies of Ni (II)-Fe (III) heteropolynuclear coordination compound obtained through the reaction of 1, 2-ethanediol with metallic nitrates
SU709163A1 (ru) Способ получени катализатора дл конверсии окиси углерода
RU2790176C1 (ru) Способ получения композиционного магнитного мелкокристаллического материала
RU2677650C1 (ru) Железохромовый катализатор для паровой конверсии оксида углерода
RU2611419C1 (ru) Способ получения катализатора окисления метанола до формальдегида
RU2254922C1 (ru) Способ приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром
RU2531116C1 (ru) Способ приготовления никельхромпалладиевого катализатора для очистки отходящих газов от оксида углерода и углеводородов