RU2719176C1 - Synthetic gas production method - Google Patents

Synthetic gas production method Download PDF

Info

Publication number
RU2719176C1
RU2719176C1 RU2019128854A RU2019128854A RU2719176C1 RU 2719176 C1 RU2719176 C1 RU 2719176C1 RU 2019128854 A RU2019128854 A RU 2019128854A RU 2019128854 A RU2019128854 A RU 2019128854A RU 2719176 C1 RU2719176 C1 RU 2719176C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
methane
carbon dioxide
cwgm
catalytic system
group
Prior art date
Application number
RU2019128854A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Георгиевич Дедов
Алексей Сергеевич Локтев
Ян Зигфридович Волошин
Вячеслав Михайлович Бузник
Делгир Андреевна Санджиева
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина"
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 автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина"
Priority to RU2019128854A priority Critical patent/RU2719176C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2719176C1 publication Critical patent/RU2719176C1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/46Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to high-temperature catalytic oxidative methods of converting methane to synthesis gas and can be used in chemical engineering. Method is implemented by feeding into reactor, in which catalytic system is placed, of initial gas mixture containing mixture of methane and carbon dioxide with volume ratio of methane:carbon dioxide equal to 0.97–1.1:1, and carrying out the process at temperature of 700–950 °C and atmospheric pressure, wherein the catalytic system used is a macrocyclic ruthenium complex Ru(CwGm)3 (Bn-C4H9)2, where CwGm is a chelating bis-2-oxyphenoxyl gliocimate group and Bn-C4H9 is a cross-linking n-butyl-borate group supported on a heat-resistant, highly porous ceramic support in amount of 5.0 % of the weight of the carrier.
EFFECT: technical result consists in provision of effective immobilisation of monolayers of used catalytic system on common surface of highly porous carrier, as well as in process of carbon dioxide conversion of methane without additional supply of inert gases and at atmospheric pressure.
1 cl, 1 tbl, 10 ex

Description

Изобретение относится к области химии, нефтехимии и нефтепереработки, а именно, к высокотемпературным каталитическим окислительным способам превращения метана с получением синтез-газа (смеси Н2 и СО), являющегося исходным сырьем для получения моторных топлив, метанола, диметилового эфира, альдегидов, спиртов и других ценных продуктов.The invention relates to the field of chemistry, petrochemistry and oil refining, in particular, to high-temperature catalytic oxidative processes for the conversion of methane to produce synthesis gas (a mixture of H 2 and CO), which is the feedstock for producing motor fuels, methanol, dimethyl ether, aldehydes, alcohols and other valuable products.

Преимущество углекислотной конверсии природного газа и его основного компонента - метана заключаются в получении синтез-газа с соотношением Н2/СО, составляющим ~1, что позволяет без дальнейшей обработки использовать его в ряде промышленных синтезов топлив и ценных химических продуктов (в частности, спиртов, альдегидов, эфиров, кислот и углеводородов с использованием реакции Фишера-Тропша). Кроме того, метан и диоксид углерода являются парниковыми газами, и их утилизация приводит к решению экологических проблем. Однако проблема создания высокоактивных и устойчивых к зауглероживанию катализаторов углекислотной конверсии метана остается весьма актуальной.The carbon dioxide conversion of natural gas and its main component, methane, is advantageous in producing synthesis gas with a H 2 / CO ratio of ~ 1, which allows it to be used in a number of industrial syntheses of fuels and valuable chemical products (in particular, alcohols, aldehydes, esters, acids and hydrocarbons using the Fischer-Tropsch reaction). In addition, methane and carbon dioxide are greenhouse gases, and their disposal leads to the solution of environmental problems. However, the problem of creating highly active and resistant to carbonization catalysts for carbon dioxide conversion of methane remains very relevant.

Известны различные способы получения синтез-газа углекислотной конверсией метана, в которых используют катализаторы, содержащие активные компоненты на носителе.Various methods are known for producing synthesis gas by carbon dioxide methane conversion, in which catalysts containing active components on a support are used.

В качестве активного компонента наиболее распространены никель и никельсодержащие компоненты, пеноникель (US 6271170, 2001, US 7824656, 2006, 2594161, 2016, CN 108554411, 2018, RU 2350386, 2009, RU 2349380, 2009, WO 2019009754, 2019), также широко известно использование металлов платиновой группы: платины, палладия, родия, иридия, рутения (RU 2453366, 2012). Существенный недостаток использования никельсодержащих активных компонентов заключается в быстрой дезактивации катализатора вследствие протекания процессов зауглероживания его поверхности.As the active component, nickel and nickel-containing components, foam nickel are most common (US 6271170, 2001, US 7824656, 2006, 2594161, 2016, CN 108554411, 2018, RU 2350386, 2009, RU 2349380, 2009, WO 2019009754, 2019), also widely the use of platinum group metals is known: platinum, palladium, rhodium, iridium, ruthenium (RU 2453366, 2012). A significant disadvantage of using nickel-containing active components is the rapid deactivation of the catalyst due to the occurrence of carbonization of its surface.

При этом большое внимание уделяется носителям указанных катализаторов, в качестве которых, в частности, используют такие, как оксид алюминия, сложные оксидные носители, в частности, сложные носители на основе церия-циркония, алюмосиликаты, сплавы, пористые каталитические модули, монокристаллические нановолокна оксида алюминия, имеющие диаметр более 3 нм и длину более 100 нм. (RU 2115617, 1998, RU 2350386, 2009, RU 22922237, 2007, CN 101352687, 2009, RU 2453366, 2012, RU 2325219, 2008, RU 2349380, 2009, RU 2351392, 2009, 2690496, 2019, 2659078, 2018, WO 2019009754, 2019), а также свойствам носителей -дисперсности, степени распределения активного компонента, термической стабильности и другим (CN 102942225, 2013, RU 2629667, 2017).At the same time, much attention is paid to the supports of these catalysts, which, in particular, use such as alumina, complex oxide supports, in particular, complex supports based on cerium-zirconium, aluminosilicates, alloys, porous catalytic modules, single-crystal nanofibres of aluminum oxide having a diameter of more than 3 nm and a length of more than 100 nm. (RU 2115617, 1998, RU 2350386, 2009, RU 22922237, 2007, CN 101352687, 2009, RU 2453366, 2012, RU 2325219, 2008, RU 2349380, 2009, RU 2351392, 2009, 2690496, 2019, 2659078, 2018, WO 2019009754, 2019), as well as the properties of dispersion carriers, the degree of distribution of the active component, thermal stability, and others (CN 102942225, 2013, RU 2629667, 2017).

Катализаторы углекислотной конверсии метана содержат также промоторы, в качестве которых используют оксиды щелочных или щелочноземельных элементов. (RU 2453366, 2012, RU 2418632, 2011), более эффективными, но и более дорогими являются оксиды редкоземельных элементов в количестве 0,5-10 мас. %, обладающие высокой кислородной подвижностью и способствующие окислению образовавшегося на поверхности катализатора углерода (CN 101352687, 2009). При этом следует отметить, что используемые промоторы снижают закоксованность катализатора, одновременно, однако, снижая его общую активность.Catalysts for carbon dioxide conversion of methane also contain promoters, which are used as oxides of alkaline or alkaline earth elements. (RU 2453366, 2012, RU 2418632, 2011), rare earth oxides in an amount of 0.5-10 wt. Are more effective, but also more expensive. %, with high oxygen mobility and contributing to the oxidation of carbon formed on the surface of the catalyst (CN 101352687, 2009). It should be noted that the used promoters reduce the coking of the catalyst, while at the same time, however, reducing its overall activity.

Известны способы с использованием катализаторов, содержащих в качестве активного компонента рутений или его соединения.Known methods using catalysts containing as the active component of ruthenium or its compounds.

Так, известен способ получения синтез-газа углекислотной конверсией метана в присутствии катализатора, содержащего носитель, содержащего карбонат, по меньшей мере, одного щелочноземельного металла, выбираемого из группы, состоящей из Са, Sr и Ва, и каталитический металл, промотирующий реакцию разложения газообразного углеводородного исходного сырья. В качестве каталитического металла используют, в том числе, по меньшей мере, один металл, выбранный из группы, состоящей из Ni, Rh, Ru, Ir, Pd, Pt, Re, Co, Fe и Mo. В результате реализации этого способа снижается степень образования отложений углерода, однако, при этом выходы водорода и оксида углерода недостаточны (RU 2418632, 2011).Thus, a known method for producing synthesis gas by carbon dioxide conversion of methane in the presence of a catalyst containing a carrier containing a carbonate of at least one alkaline earth metal selected from the group consisting of Ca, Sr and Ba, and a catalytic metal promoting a decomposition reaction of gaseous hydrocarbon feedstock. At least one metal selected from the group consisting of Ni, Rh, Ru, Ir, Pd, Pt, Re, Co, Fe and Mo is used as a catalytic metal. As a result of the implementation of this method, the degree of formation of carbon deposits is reduced, however, the yields of hydrogen and carbon monoxide are insufficient (RU 2418632, 2011).

Известен способ углекислотного риформинга углеводородов, предпочтительно метана, с целью получения синтез-газа посредством контактирования газа с катализатором, активная масса которого содержит иридий в качестве активного компонента и диоксид циркония в качестве подложки. При этом содержание иридия в пересчете на содержание активной массы составляет от 0,01 до 10 мас. %, предпочтительно от 0,05 до 5 мас. %, более предпочтительно от 0,1 до 1 мас. %, и преимущественная часть диоксида циркония обладает кубической и/или тетрагональной структурой, причем доля кубической и/или тетрагональной фазы составляет >50 мас. %, предпочтительно >70 мас. %, более предпочтительно >90 мас. %. Активная масса может быть легирована одним или несколькими элементами, выбранными из группы, включающей редкоземельные элементы (скандий, иттрий, лантан, церий, празеодим, неодим, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций), элементы группы IIа (магний, кальций, стронций, барий), элементы группы IVb (титан, гафний), элементы группы Vb (ванадий, ниобий, тантал) и кремний, причем доля легирующих элементов в пересчете на количество активной массы составляет от 0,01 до 80 мас. %, предпочтительно от 0,1 до 50 мас. %, более предпочтительно от 1,0 до 30 мас. %.A known method of carbon dioxide reforming of hydrocarbons, preferably methane, in order to obtain synthesis gas by contacting the gas with a catalyst, the active mass of which contains iridium as an active component and zirconium dioxide as a substrate. The content of iridium in terms of the content of the active mass is from 0.01 to 10 wt. %, preferably from 0.05 to 5 wt. %, more preferably from 0.1 to 1 wt. %, and the predominant part of zirconia has a cubic and / or tetragonal structure, and the proportion of cubic and / or tetragonal phase is> 50 wt. %, preferably> 70 wt. %, more preferably> 90 wt. % The active mass can be doped with one or more elements selected from the group consisting of rare earth elements (scandium, yttrium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium) , elements of group IIa (magnesium, calcium, strontium, barium), elements of group IVb (titanium, hafnium), elements of group Vb (vanadium, niobium, tantalum) and silicon, and the proportion of alloying elements in terms of the amount of active mass is from 0, 01 to 80 wt. %, preferably from 0.1 to 50 wt. %, more preferably from 1.0 to 30 wt. %

Предпочтительно катализатор содержит, по меньшей мере, один промотор - благородный металл, выбранный из группы, включающей платину, родий, палладий, рутений и золото, доля которого составляет от 0,01 до 5 мас. %, более предпочтительно от 0,1 до 3 мас. %.Preferably, the catalyst contains at least one promoter - a noble metal selected from the group comprising platinum, rhodium, palladium, ruthenium and gold, the proportion of which is from 0.01 to 5 wt. %, more preferably from 0.1 to 3 wt. %

Активная масса катализатор может содержать, по меньшей мере, один промотор, выбранный из группы, включающей никель, кобальт, железо, марганец, молибден и вольфрам, доля которого составляет от 0,1 до 50 мас. %, более предпочтительно от 0,5 до 30 мас. %, еще более предпочтительно от 1 до 20 мас. %.The active mass of the catalyst may contain at least one promoter selected from the group comprising nickel, cobalt, iron, manganese, molybdenum and tungsten, the proportion of which is from 0.1 to 50 wt. %, more preferably from 0.5 to 30 wt. %, even more preferably from 1 to 20 wt. %

Предпочтительно также активная масса катализатора содержит катионы других металлов, предпочтительно выбранных из группы, включающей магний, кальций, стронций, галлий, бериллий, хром и марганец, более предпочтительно - из группы, включающей кальций и/или магний.Preferably, the active mass of the catalyst also contains cations of other metals, preferably selected from the group comprising magnesium, calcium, strontium, gallium, beryllium, chromium and manganese, more preferably from the group comprising calcium and / or magnesium.

При проведении способа суммарное содержание углеводородов, предпочтительно метана, и диоксида углерода в исходном сырье составляет более 80 об. %, предпочтительно более 85 об. %, особо предпочтительно более 90 об. %, Указанный способ проводят при давлении от 5 до 500 бар, предпочтительно от 10 до 250 бар, более предпочтительно от 20 до 100 бар, при температуре в диапазоне от 600 до 1200°С, предпочтительно от 850 до 1100°С, особенно предпочтительно от 850 до 950°С, объемной скорости подачи газа от 500 до 100000 ч-1, предпочтительно от 500 до 50000 ч-1. Соотношение водорода к монооксиду углерода в получаемом синтез - газе составляет от 0,5 до 1,4, особенно предпочтительно от 0,6 до 1,2.When carrying out the method, the total content of hydrocarbons, preferably methane, and carbon dioxide in the feedstock is more than 80 vol. %, preferably more than 85 vol. %, particularly preferably more than 90 vol. %, The specified method is carried out at a pressure of from 5 to 500 bar, preferably from 10 to 250 bar, more preferably from 20 to 100 bar, at a temperature in the range from 600 to 1200 ° C, preferably from 850 to 1100 ° C, particularly preferably from 850 to 950 ° C., a gas flow rate of from 500 to 100,000 h −1 , preferably from 500 to 50,000 h −1 . The ratio of hydrogen to carbon monoxide in the resulting synthesis gas is from 0.5 to 1.4, particularly preferably from 0.6 to 1.2.

Используемое сырье может не содержать воду или содержать незначительное количество воды, причем отношение доли водяного пара и углерода в подлежащем риформингу газе составляет менее 0,2, более предпочтительно менее 0,1, еще более предпочтительно 0,05 (WO 2014/001423, 2014).The feed used may not contain water or contain a small amount of water, the ratio of the proportion of water vapor and carbon in the gas to be reformed is less than 0.2, more preferably less than 0.1, even more preferably 0.05 (WO 2014/001423, 2014) .

Недостатки известного способа заключаются в сложной технологии его проведения, обусловленной необходимостью использования высокого давления, а также в многостадийной процедуре получения используемого в способе катализатора.The disadvantages of this method are the complex technology of its implementation, due to the need to use high pressure, as well as in a multi-stage procedure for producing the catalyst used in the method.

Более близким к предлагаемому изобретению является способ получения синтез-газа углекислотной конверсией метана в присутствии катализатора, представляющего собой сложный носитель на основе церия-циркония, содержащий один или два металла, выбранные из группы редкоземельных элементов, таких как Pr, Sm, La, или их любую комбинацию и активный компонент - металл платиновой группы, выбранный из Pt или Ru; Pt или Ru с добавками Ni; La с добавками Ni; La с добавками Ni, Pt или Ru. При этом используемый катализатор имеет общую формулу M1M2M3[AxBy Ce0.35Zr0.35]O2, где: х равен 0-0,3, у=0-0,3, А и/или В выбирают из металлов редкоземельных элементов Pr, La, Sm, M1 - выбирают из металлов платиновой группы - Pt или Ru; М2 - это Ni; М3 - La, при условии, если содержание металла M1=0, то содержание М2≠0, и если содержание М2=0, то содержание М1≠0 (RU 2453366, 2012).Closer to the proposed invention is a method for producing synthesis gas by carbon dioxide methane conversion in the presence of a catalyst, which is a complex cerium-zirconium-based carrier containing one or two metals selected from the group of rare-earth elements, such as Pr, Sm, La, or any combination and active component is a platinum group metal selected from Pt or Ru; Pt or Ru with Ni additives; La with Ni additives; La with additives of Ni, Pt or Ru. Moreover, the catalyst used has the general formula M 1 M 2 M 3 [A x B y Ce 0.35 Zr 0.35 ] O 2 , where: x is 0-0.3, y = 0-0.3, A and / or B are selected from rare-earth metals Pr, La, Sm, M 1 - selected from platinum group metals - Pt or Ru; M 2 is Ni; M 3 - La, provided that the metal content is M 1 = 0, then the content of M 2 ≠ 0, and if the content of M 2 = 0, then the content of M 1 ≠ 0 (RU 2453366, 2012).

Для приготовления сложного оксидного носителя AxByC0.35Zr0.35O2 используют 8-водный оксихлорид циркония (чда), 6-водный нитрат церия (чда), 6-водный нитрат празеодима (осч) и/или 6-водный нитрат самария (осч) и/или 6-водный нитрат лантана (чда), лимонную кислоту (ЛК, чда), этиленгликоль (ЭГ, ч), этилендиамин (ЭД). Реагенты берут в мольных соотношениях ЛК:ЭГ:ЭД:Ме ((Рr и/или Sm и/или La)+Ce+Zr), равном 3,75:11,25:3,75:1. Лимонную кислоту растворяют в этиленгликоле в соотношении ЛК:ЭГ, равном 1:3 при перемешивании на водяной бане (60-80°С). Параллельно в 30 мл дистиллированной воды растворяют кристаллогидрат нитрата церия при перемешивании на водяной бане, при этом раствор был прозрачным. Затем в него прибавляют кристаллогидрат нитрата празеодима и/или самария, и/или лантана и перемешивают до полного растворения, образовавшийся раствор был бесцветный (салатовый - для празеодима). В смешанный раствор прибавляют раствор лимонной кислоты в этиленгликоле, полученный ранее. При постоянном перемешивании без водяной бани прибавляют этилендиамин, происходит разогрев раствора, и он становился темно-желтым (иногда темно-коричневым) и густым, при этом рН раствора повышается до ~ 5. Полученный раствор выдерживают при 80°С в течение 3 суток для удаления избытка растворителя, затем полученное вещество прокаливают в интервале температур до 900°С. На полученные допированные оксиды церия-циркония наносят платину или рутений в количестве 1-1,5 мас. % методом пропитки раствором Н2 PtCl6 или RuCl3 по влагоемкости. Полученные вещества сушат на воздухе и прокаливают при 900°С (для платины) или при 800°С (для рутения) в течение 1 ч. Катализатор, содержащий смешанный оксид церия-циркония в соотношении 1:1 и содержащий празеодим и/или самарий, празеодим и/или лантан с нанесенным активным компонентом - платиной или рутением, прессуют в таблетки диаметром 15 мм под давлением 2 МПа. Затем из таблетки, предварительно измельченной в агатовой ступке, используя сита с фиксируемым размером отверстий, извлекают фракцию с размером частиц 0,25-0,5 мм.To prepare the complex oxide support AxByC 0.35 Zr 0.35 O 2 , 8-zirconium zirconium oxychloride (chda), 6-cerium nitrate (chda), 6-praseodymium nitrate (os) and / or 6-water samarium nitrate (os) are used and / or 6-aqueous lanthanum nitrate (chda), citric acid (LA, chda), ethylene glycol (EG, h), ethylenediamine (ED). Reagents are taken in molar ratios of LC: EG: ED: Me ((Pr and / or Sm and / or La) + Ce + Zr) equal to 3.75: 11.25: 3.75: 1. Citric acid is dissolved in ethylene glycol in a ratio of LC: EG equal to 1: 3 with stirring in a water bath (60-80 ° C). In parallel, cerium nitrate crystalline hydrate was dissolved in 30 ml of distilled water with stirring in a water bath, while the solution was clear. Then, praseodymium and / or samarium nitrate crystalline hydrate and / or lanthanum are added to it and mixed until completely dissolved, the resulting solution was colorless (light green for praseodymium). A solution of citric acid in ethylene glycol obtained earlier is added to the mixed solution. With constant stirring without a water bath, ethylene diamine is added, the solution heats up, and it becomes dark yellow (sometimes dark brown) and thick, while the pH of the solution rises to ~ 5. The resulting solution is kept at 80 ° C for 3 days to remove excess solvent, then the resulting substance is calcined in the temperature range up to 900 ° C. On the obtained doped oxides of cerium-zirconium, platinum or ruthenium is applied in an amount of 1-1.5 wt. % by impregnation with a solution of H 2 PtCl 6 or RuCl 3 for moisture capacity. The resulting substances are dried in air and calcined at 900 ° C (for platinum) or at 800 ° C (for ruthenium) for 1 hour. A catalyst containing a mixed ceria-zirconium oxide in a ratio of 1: 1 and containing praseodymium and / or samarium, praseodymium and / or lanthanum coated with the active component — platinum or ruthenium — are pressed into tablets with a diameter of 15 mm under a pressure of 2 MPa. Then, a fraction with a particle size of 0.25-0.5 mm is extracted from a tablet previously ground in an agate mortar using sieves with a fixed hole size.

Способ получения синтез-газа из метана осуществляют с использованием вышеописанного катализатора при температуре 650-850°С. Реакционная смесь поступает в проточный реактор идеального вытеснения в соотношении 7% метана, 7% диоксида углерода и 86% азота. Наилучший результат получают на катализаторах RuNi/Pr0,3Ce0,35Zr0,35O2 и RuNi/Sm0,15Pr0,15Ce0,35Zr0,35O2. При 850°С конверсия СH4 составляет 97,1-99,6%, конверсия СO2 - 95,6-97,7%.A method of producing synthesis gas from methane is carried out using the above-described catalyst at a temperature of 650-850 ° C. The reaction mixture enters a flow reactor of ideal displacement in the ratio of 7% methane, 7% carbon dioxide and 86% nitrogen. The best results are obtained with RuNi / Pr 0.3 Ce 0.35 Zr 0 , 35 O 2 and RuNi / Sm 0.15 Pr 0.15 Ce 0.35 Zr 0.35 O 2 catalysts. At 850 ° C, the CH 4 conversion is 97.1-99.6%, and the CO 2 conversion is 95.6-97.7%.

Несмотря на достигнутые высокие выходы синтез-газа, способ имеет такие недостатки, как: высокая степень разбавления продукта инертным газом - азотом и, как следствие, необходимость наличия узла отделения указанного газа, использование катализатора, характеризующегося сложной, многостадийной процедурой его получения, приводящие к повышенной сложности проведения способа в целом и снижению экономической эффективности способа.Despite the achieved high yields of synthesis gas, the method has such disadvantages as: a high degree of dilution of the product with an inert gas - nitrogen and, as a consequence, the need for a separation unit for the specified gas, the use of a catalyst characterized by a complex, multi-stage procedure for its production, leading to increased the complexity of carrying out the method as a whole and reducing the economic efficiency of the method.

Таким образом, известный способ получения синтез-газа недостаточно эффективен.Thus, the known method for producing synthesis gas is not effective enough.

Техническая проблема изобретения заключается в повышении эффективности способа получения синтез-газа, а именно, в упрощении технологии проведения способа при одновременном обеспечении высокой конверсии метана и углекислого газа, высоких выходов Н2 и СО, а также высокой производительности используемой каталитической системы.The technical problem of the invention is to increase the efficiency of the method of producing synthesis gas, namely, to simplify the technology of the method while ensuring high conversion of methane and carbon dioxide, high yields of H 2 and CO, as well as high performance of the used catalyst system.

Указанная техническая проблема решается созданием способа получения синтез-газа высокотемпературным каталитическим окислительным превращением метана, заключающимся в подаче в реактор, в который помещена каталитическая система, исходной газовой смеси, содержащей смесь метана и углекислого газа с объемным отношением метан:углекислый газ, равным 0,97-1,1:1, и проведении процесса при температуре 700-950°С, атмосферном давлении, при этом в качестве каталитической системы используют макробициклический комплекс рутения Ru(CwGm)3(Bн-C4H9)2, где CwGm является хелатирующей бис-2-оксифеноксильной глиоксиматной группой и Вн-С4Н9 является сшивающей н-бутилборатной группой, нанесенный на носитель - термоустойчивый, высокопористый керамический материал, в количестве 5,0% от массы носителя.This technical problem is solved by creating a method for producing synthesis gas by high-temperature catalytic oxidative conversion of methane, which consists in supplying to the reactor in which the catalyst system is placed an initial gas mixture containing a mixture of methane and carbon dioxide with a volume ratio of methane: carbon dioxide equal to 0.97 -1.1: 1, and carrying out the process at a temperature of 700-950 ° C, atmospheric pressure, while the macrobicyclic ruthenium complex Ru (CwGm) 3 (Bn-C 4 H 9 ) 2 is used as a catalytic system, where CwGm is It is a chelating bis-2-hydroxyphenoxyl glyoximate group and Bn-C 4 H 9 is a crosslinking n-butyl borate group deposited on a carrier - heat-resistant, highly porous ceramic material, in an amount of 5.0% by weight of the carrier.

Предпочтительно процесс проводят при температуре 900°С.Preferably, the process is carried out at a temperature of 900 ° C.

Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.

Используемый в способе катализатор, представляющий собой макробициклический комплекс с инкапсулированным ионом металла - рутения является представителем нового перспективного класса координационных соединений (клатрохелатные макробициклические комплексы), обладающих необычными химическими, физическими и физико-химическими свойствами, обусловленными уникальными свойствами иона металла, инкапсулированного трехмерной полостью макрополициклического лиганда и, в значительной степени, изолированного от влияния внешних факторов. Эти свойства включают, в том числе, доступность таких соединений, их химическую и фотохимическую устойчивость, интенсивную окраску, низкую токсичность, способность к обратимым редокс-процессам (что предполагает, в частности, их использование в качестве катализаторов фотохимических и окислительно-восстановительных процессов), а также, склонность к образованию упорядоченных молекулярных структур.The catalyst used in the method, which is a macrobicyclic complex with an encapsulated metal ion - ruthenium, is a representative of a new promising class of coordination compounds (clathrochelate macrobicyclic complexes) with unusual chemical, physical, and physicochemical properties due to the unique properties of a metal ion encapsulated by a three-dimensional macroligand cavity and, to a large extent, isolated from the influence of external factors. These properties include, but are not limited to, the availability of such compounds, their chemical and photochemical stability, intense color, low toxicity, and the ability to reverse redox processes (which implies, in particular, their use as catalysts for photochemical and redox processes), as well as a tendency to form ordered molecular structures.

Согласно изобретению процесс осуществляют в обогреваемом кварцевом реакторе проточного типа с карманом для термопары. Конец термопары расположен в центре слоя каталитической системы и не контактирует с последним. Размер частиц каталитической системы составляет 1-2 мм, содержание макробициклического комплекса Ru(CwGm)3(Bн-C4H9)2 составляет 5,0% от массы носителя.According to the invention, the process is carried out in a heated flow-through quartz reactor with a pocket for a thermocouple. The end of the thermocouple is located in the center of the catalyst system layer and does not contact the latter. The particle size of the catalyst system is 1-2 mm, the content of the macrobicyclic complex Ru (CwGm) 3 (Bn-C 4 H 9 ) 2 is 5.0% by weight of the carrier.

В реактор подают неразбавленную инертным газом смесь СН4 с СO2 (чистота 99.9%). Скорость подачи газовой смеси составляет 14,8-15,4 л/г в час. Катализатор разогревают до заданной температуры в токе смеси СН4 с СO2. Анализ состава продуктов проводят методом газожидкостной хроматографии (ГЖХ).A mixture of CH 4 with CO 2 (pure 99.9%) is fed into the reactor with an inert gas undiluted. The feed rate of the gas mixture is 14.8-15.4 l / g per hour. The catalyst is heated to a predetermined temperature in a stream of a mixture of CH 4 with CO 2 . The analysis of the composition of the products is carried out by gas-liquid chromatography (GLC).

Исходное сырье представляет собой смесь метана и углекислого газа, предпочтительно, в объемном соотношении 0,97-1,1:1. Причем возможно использование в качестве исходного сырья смеси магистрального природного газа и углекислого газа.The feedstock is a mixture of methane and carbon dioxide, preferably in a volume ratio of 0.97-1.1: 1. Moreover, it is possible to use as a feedstock a mixture of main natural gas and carbon dioxide.

Исходную сырьевую газовую смесь подают в реактор, в котором она достигает каталитической системы, и осуществляют нагрев указанной каталитической системы до температуры 700-950°С, предпочтительно 900 С, которую поддерживают в течение проведения всего процесса окислительного превращения метана.The feed gas mixture is fed to a reactor in which it reaches the catalyst system, and the catalyst system is heated to a temperature of 700-950 ° C., preferably 900 ° C., which is maintained during the entire process of oxidative conversion of methane.

В описываемом способе получения синтез-газа используют каталитическую систему, приготовленную нанесением на термоустойчивый, высокопористый керамический носитель вышеописанного макробициклического комплекса Ru(CwGm)3(Bн-C4H9)2.In the described method for producing synthesis gas, a catalytic system is used prepared by applying to the heat-resistant, highly porous ceramic support the above macrocyclic complex Ru (CwGm) 3 (Bn-C 4 H 9 ) 2 .

Указанный комплекс получают следующим образом.The specified complex is obtained as follows.

Figure 00000001
Figure 00000001

Вначале получают комплекс Ru(Cl2Gm)3(Bн-C4H9)2, где CbGm - дихлороглиоксиматная группа и Вн-С4Н9 является сшивающей н-бутилборатной группой.First, the Ru (Cl 2 Gm) 3 (Bn-C 4 H 9 ) 2 complex is prepared, where CbGm is the dichloroglyoxime group and Bn-C 4 H 9 is a crosslinking n-butyl borate group.

Ru(OH)Cl3 (2.25 г, 10 ммоль), свежеперегнанный SbCl3 (11.5 г, 50 ммоль), H2Cl2Gm (5.2 г, 33 ммоль), и губчатый свинец (4.0 г, 2 ммоль) растворяют/суспендируют в нитрометане (50 мл) при перемешивании под аргоном. К нагретому до кипения раствору при перемешивании по каплям прибавляют раствор (н-С4Н9ВО)3 в хлороформе [этот раствор был получен нагреванием раствора/суспензии n-бутилборной кислоты (2.6 г, 25 ммоль) в хлороформе (50 мл) в течение 6 ч под аргоном в колбе, снабженной экстрактором Сокслета с молекулярными ситами 4

Figure 00000002
(15 г)]. Реакционную смесь нагревают с обратным холодильником в течение 3 часов при температуре бани 110°С, затем отгоняют нитрометан (приблизительно 50 мл) и оставляют реакционную смесь на ночь при комнатной температуре. Затем реакционную смесь упаривают до небольшого объема и осаждают трехкратным объемом метанола. Осадок отфильтровывают, промывают 5% соляной кислотой и затем небольшим объемом метанола и экстрагируют комплекс хлороформом. Хлороформный раствор фильтруют через слой силикагеля Silasorb SPH-300 (10 мм), упаривают до небольшого объема и осаждают гексаном. Желтый осадок промывают небольшим объемом метанола, затем гексаном и удаляют растворитель в вакууме. Выход Ru(Cl2Gm)3(Bn-C4H9)2. составляет 2.2 г (31 масс. %).Ru (OH) Cl 3 (2.25 g, 10 mmol), freshly distilled SbCl 3 (11.5 g, 50 mmol), H 2 Cl 2 Gm (5.2 g, 33 mmol), and sponge lead (4.0 g, 2 mmol) are dissolved / suspended in nitromethane (50 ml) with stirring under argon. A solution of (n-C 4 H 9 BO) 3 in chloroform is added dropwise to a solution heated to boiling with stirring [this solution was obtained by heating a solution / suspension of n-butylboric acid (2.6 g, 25 mmol) in chloroform (50 ml) in for 6 hours under argon in a flask equipped with a Soxhlet extractor with molecular sieves 4
Figure 00000002
(15 g)]. The reaction mixture was heated under reflux for 3 hours at a bath temperature of 110 ° C., then nitromethane (approximately 50 ml) was distilled off and the reaction mixture was left overnight at room temperature. Then the reaction mixture was evaporated to a small volume and precipitated with a three-fold volume of methanol. The precipitate was filtered off, washed with 5% hydrochloric acid and then with a small volume of methanol, and the complex was extracted with chloroform. The chloroform solution was filtered through a Silasorb SPH-300 silica gel layer (10 mm), evaporated to a small volume and precipitated with hexane. The yellow precipitate was washed with a small volume of methanol, then with hexane, and the solvent was removed in vacuo. Yield Ru (Cl 2 Gm) 3 (Bn-C 4 H 9 ) 2 . is 2.2 g (31 wt.%).

Затем получают соединение Ru(CwGm)3(BH-C4H9)2, где CwGm является хелатирующей бис-2-оксифеноксильной глиоксиматной группой и ВН-С4Н9 является сшивающей н-бутилборатной группой.The compound Ru (CwGm) 3 (BH-C 4 H 9 ) 2 is then prepared, where CwGm is a chelating bis-2-hydroxyphenoxy glyoxime group and BH-C 4 H 9 is a crosslinking n-butyl borate group.

Избыток динатриевой соли бис-(2-(о-оксифенокси))диэтилового эфира, полученного взаимодействием металлического натрия (0,28 г, 12,3 ммоль) и бис(2-(о-оксифенокси))диэтилового эфира (2,2 г, 7,7 ммоль), и межфазный переносчик ((н-C4H9)4N)Br (0,77 г, 5,1 ммоль) растворяют/суспендируют в сухом тетрагидрофуране (ТГФ) (50 мл) и прибавляют раствор комплекса Ru(Cl2Gm)3(BH-C4H9)2 (1,2 г, 1,7 ммоль) в ТГФ (30 мл) по каплям при перемешивании в течение 2 ч при 50°С. Реакционную смесь перемешивают в течение 30 ч при 50°С и охлаждают до комнатной температуры. Затем отфильтровывают. Полученный фильтрат осаждают трехкратным объемом гексана. Образовавшийся осадок отфильтровывают, промывают водой и метанолом и растворяют в хлороформе. Полученный раствор фильтруют через слой силикагеля Silasorb SPH-300 (20 мм), упаривают досуха и экстрагируют небольшим количеством диэтилового эфира. Экстракт упаривают досуха, оранжевый осадок промывают гексаном и высушивают в вакууме. Выход Ru(CwGm)3(BH-C4H9)2 составляет 0,32 г (14 масс. %). (Voloshin Y.Z., Varzatskii О.А., Kron Т.Е., Belsky V.K., Zavodnik V.E., Strizhakova, N.G., Nadtochenko V.A., Smimov V.A. Encapsulation of ruthenium(II) with macrobicyclic dioxime-functionalized ligands: on the way to new types of DNA-cleaving agents and probes. Dalton Transactions, 2002, 1203).Excess disodium salt of bis- (2- (o-hydroxyphenoxy)) diethyl ether obtained by reacting sodium metal (0.28 g, 12.3 mmol) and bis (2- (o-hydroxyphenoxy)) diethyl ether (2.2 g , 7.7 mmol), and the interphase carrier ((n-C 4 H 9 ) 4 N) Br (0.77 g, 5.1 mmol) is dissolved / suspended in dry tetrahydrofuran (THF) (50 ml) and the solution is added complex Ru (Cl 2 Gm) 3 (BH-C 4 H 9 ) 2 (1.2 g, 1.7 mmol) in THF (30 ml) dropwise with stirring for 2 hours at 50 ° C. The reaction mixture was stirred for 30 hours at 50 ° C and cooled to room temperature. Then filtered off. The resulting filtrate is precipitated with a three-fold volume of hexane. The precipitate formed is filtered off, washed with water and methanol and dissolved in chloroform. The resulting solution was filtered through a pad of Silasorb SPH-300 silica gel (20 mm), evaporated to dryness and extracted with a small amount of diethyl ether. The extract was evaporated to dryness, the orange precipitate was washed with hexane and dried in vacuo. The yield of Ru (CwGm) 3 (BH-C 4 H 9 ) 2 is 0.32 g (14 wt.%). (Voloshin YZ, Varzatskii O.A., Kron T.E., Belsky VK, Zavodnik VE, Strizhakova, NG, Nadtochenko VA, Smimov VA Encapsulation of ruthenium (II) with macrobicyclic dioxime-functionalized ligands: on the way to new types of DNA-cleaving agents and probes. Dalton Transactions, 2002, 1203).

Затем осуществляют нанесение комплекса Ru(CwGm)3(Bн-C4H9)2, где CwGm является хелатирующей бис-2-оксифеноксильной глиоксиматной группой и ВН-С4Н9 является сшивающей н-бутилборатной группой на носитель - термоустойчивый, высокопористый керамический материал.Then, the Ru (CwGm) 3 (Bn-C 4 H 9 ) 2 complex is applied, where CwGm is a chelating bis-2-hydroxyphenoxyl glyoxime group and BH-C 4 H 9 is a crosslinking n-butyl borate group on a carrier - a heat-resistant, highly porous ceramic material.

В качестве указанного носителя возможно использовать, в частности, такие материалы, как ТЗМК, например, ТЗМК-10, ТЗМК-25 (изготовитель ФГУП ВИАМ).As the specified carrier, it is possible to use, in particular, materials such as TZMK, for example, TZMK-10, TZMK-25 (manufacturer of FSUE VIAM).

Нанесение осуществляют растворением вышеуказанного высокоинтенсивно-окрашенного в видимой области (450-500 нм) комплекса с терминальными полярными группами в хлористом метилене и контактированием полученного раствора с описанным выше носителем. При этом происходит проникновение комплекса в поры носителя. Полученную систему выдерживают на воздухе до полного испарения растворителя. Это позволяет достичь высокого уровня иммобилизации на носителе указанного клатрохелата с терминальными полярными группами за счет физической сорбции на общей (внутренней и внешней) поверхности носителя. Затем полученный образец промывают небольшим количеством хлористого метилена, визуально контролируя удаление комплекса, который не был иммобилизован на поверхность носителя.The application is carried out by dissolving the above high-intensity visible in the visible region (450-500 nm) complex with terminal polar groups in methylene chloride and contacting the resulting solution with the carrier described above. In this case, the complex penetrates into the pores of the carrier. The resulting system is kept in air until the solvent evaporates. This allows you to achieve a high level of immobilization on the media of the specified clathrochelate with terminal polar groups due to physical sorption on the common (internal and external) surface of the carrier. Then, the obtained sample was washed with a small amount of methylene chloride, visually monitoring the removal of the complex, which was not immobilized on the surface of the carrier.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие изобретение, но не ограничивающие его.The following are examples illustrating the invention, but not limiting it.

Примеры 1-10.Examples 1-10

В обогреваемый кварцевый реактор проточного типа с карманом для термопары помещают частицы каталитической системы, содержащей вышеописанный комплекс Ru(CwGm)3(Bн-C4H9)2 на носителе термоустойчивом, высокопористом керамическом материале ТЗМК-10 (диаметр частиц 2-3 мкм, плотность 0,25 г см-3, пористость 88%). Размер частиц каталитической системы составляет 1-2 мм, масса 0,2 г, содержание макробициклического комплекса составляет 5,0% от массы носителя. Конец термопары расположен в центре слоя каталитической системы, не контактируя с ней. В реактор подают неразбавленную инертным газом смесь СН4 с СO2 в объемном соотношении 1,1:1 (чистота 99,9%). Скорость подачи газовой смеси составляет 15,0 л/г в час.Particles of a catalytic system containing the above-described Ru (CwGm) 3 (Bn-C 4 H 9 ) 2 complex on a TZMK-10 heat-resistant, highly porous ceramic material (particle diameter 2-3 μm, are placed in a heated flow-through quartz reactor with a thermocouple pocket) density 0.25 g cm -3 , porosity 88%). The particle size of the catalyst system is 1-2 mm, the mass is 0.2 g, the content of the macrobicyclic complex is 5.0% by weight of the carrier. The end of the thermocouple is located in the center of the catalytic system layer without contacting it. A mixture of CH 4 with CO 2 in a volume ratio of 1.1: 1 (purity 99.9%) is fed into the reactor, which is undiluted with inert gas. The feed rate of the gas mixture is 15.0 l / g per hour.

Метан и углекислый газ через расходомеры подают в реактор, где они образуют гомогенную смесь. После того, как поток гомогенной метан-углекислотной смеси в реакторе достигает слоя каталитической системы, указанную систему в токе этой смеси нагревают в течение одного часа до необходимой температуры.Methane and carbon dioxide are fed through flowmeters to the reactor, where they form a homogeneous mixture. After the stream of the homogeneous methane-carbon dioxide mixture in the reactor reaches the bed of the catalytic system, the specified system in the stream of this mixture is heated for one hour to the required temperature.

Газовую смесь, образовавшуюся в результате реакции на каталитической системе, охлаждают в конденсаторе для отделения паров воды и часть полученной смеси направляют в газовый хроматограф для определения состава продуктов реакции методом ГЖХ.The gas mixture formed as a result of the reaction on the catalytic system is cooled in a condenser to separate water vapor and part of the resulting mixture is sent to a gas chromatograph to determine the composition of the reaction products by GLC.

Анализ реакционной газовой смеси, выходящей из реактора, показывает, что помимо целевых продуктов - смеси Н2 и СО, она может включать в свой состав непрореагировавшие метан, углекислый газ и воду.Analysis of the reaction gas mixture leaving the reactor shows that in addition to the target products, a mixture of H 2 and CO, it can include unreacted methane, carbon dioxide and water.

В таблице представлены условия проведения способа получения синтез-газа при варьировании температуры в слое каталитической системы (Т°С), мольного отношения метан - углекислый газ (СН4/СО2), скорости подачи метан - углекислотной смеси (W л/г/ч). В качестве показателей эффективности способа в таблице приведены данные по конверсии СН4 и СО2, выходу целевых продуктов и производительности катализатора в молях СО на грамм-атом рутения в час. Выход монооксида углерода рассчитывают путем деления суммарного числа молей полученного СО на сумму числа молей поданных в реактор метана и углекислого газа. Выход водорода рассчитывают по формуле wH2×100/wCH4×2, где wH2 - количество водорода на выходе из реактора, моль, wCH4 - скорость подачи метана на входе в реактор, моль.The table shows the conditions for the method of producing synthesis gas by varying the temperature in the layer of the catalytic system (T ° C), the molar ratio methane - carbon dioxide (CH 4 / CO 2 ), the feed rate of methane - carbon dioxide mixture (W l / g / h ) As indicators of the effectiveness of the method, the table shows data on the conversion of CH 4 and CO 2 , the yield of target products and the productivity of the catalyst in moles of CO per gram-atom of ruthenium per hour. The yield of carbon monoxide is calculated by dividing the total number of moles of the obtained CO by the sum of the number of moles fed to the reactor methane and carbon dioxide. The hydrogen yield is calculated by the formula wH 2 × 100 / wCH 4 × 2, where wH 2 is the amount of hydrogen at the outlet of the reactor, mol, wCH 4 is the feed rate of methane at the entrance to the reactor, mol.

Figure 00000003
Figure 00000003

Согласно экспериментальным данным, приведенным в таблице, способ по изобретению обеспечивает конверсию метана до 95% масс, конверсию СO2 до 98% масс, выход Н2 и выход СО до 95% масс, производительность каталитической системы до 62604 моля СО на грамм-атом рутения в час.According to the experimental data given in the table, the method according to the invention provides methane conversion up to 95% by mass, CO 2 conversion up to 98% mass, Н 2 yield and СО output up to 95% mass, catalytic system productivity up to 62604 mole СО per gram ruthenium atom at one o'clock.

Данные таблицы показывают, что увеличение температуры в слое катализатора способствует увеличению конверсии метана и углекислого газа, увеличению выхода целевых продуктов и производительности каталитической системы в молях СО на грамм-атом рутения в час. При этом, проведение процесса предпочтительно осуществлять при температуре в слое катализатора не ниже 900°С, более предпочтительно, при 900°С.The data in the table show that an increase in temperature in the catalyst bed contributes to an increase in the conversion of methane and carbon dioxide, an increase in the yield of target products and the productivity of the catalytic system in moles of CO per gram-atom of ruthenium per hour. Moreover, the process is preferably carried out at a temperature in the catalyst bed of at least 900 ° C, more preferably at 900 ° C.

Таким образом, способ согласно изобретению обеспечивает высокие конверсию метана и СO2, выходы Н2 и СО, а также высокую производительность каталитической системы. При этом значимым преимуществом предлагаемой технологии является возможность проведения процесса без использования инертных газов, наличие которых, как известно, значительно усложняет технологию проведения способа, а также осуществление последнего при атмосферном давлении, что значительно упрощает технологию процесса в целом.Thus, the method according to the invention provides high conversion of methane and CO 2 , yields of H 2 and CO, as well as high productivity of the catalytic system. At the same time, a significant advantage of the proposed technology is the possibility of carrying out the process without the use of inert gases, the presence of which, as is known, significantly complicates the process technology, as well as the implementation of the latter at atmospheric pressure, which greatly simplifies the process technology as a whole.

Claims (1)

Способ получения синтез-газа высокотемпературным каталитическим окислительным превращением метана, заключающийся в подаче в реактор, в который помещена каталитическая система, исходной газовой смеси, содержащей смесь метана и углекислого газа с объемным отношением метан:углекислый газ, равным 0,97-1,1:1, и проведении процесса при температуре 700-950°С и атмосферном давлении, при этом в качестве каталитической системы используют макробициклический комплекс рутения Ru(CwGm)3(Bн-С4Н9)2, где CwGm является хелатирующей бис-2-оксифеноксильной глиоксиматной группой и Bн-C4H9 является сшивающей н-бутилборатной группой, нанесенный на термоустойчивый, высокопористый керамический носитель в количестве 5,0% от массы носителя.A method of producing synthesis gas by high-temperature catalytic oxidative conversion of methane, which consists in supplying to the reactor in which the catalytic system is placed an initial gas mixture containing a mixture of methane and carbon dioxide with a volume ratio of methane: carbon dioxide equal to 0.97-1.1: 1, and carrying out the process at a temperature of 700-950 ° C and atmospheric pressure, while the macrobicyclic ruthenium complex Ru (CwGm) 3 (Bn-C 4 H 9 ) 2 , where CwGm is a chelating bis-2-hydroxyphenoxyl, is used as a catalytic system glyoxy atnoy group and BH-C 4 H 9 n-crosslinking is butilboratnoy group, supported on a heat resistant, highly porous ceramic carrier in an amount of 5.0% by weight of the carrier.
RU2019128854A 2019-09-13 2019-09-13 Synthetic gas production method RU2719176C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019128854A RU2719176C1 (en) 2019-09-13 2019-09-13 Synthetic gas production method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019128854A RU2719176C1 (en) 2019-09-13 2019-09-13 Synthetic gas production method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2719176C1 true RU2719176C1 (en) 2020-04-17

Family

ID=70277765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019128854A RU2719176C1 (en) 2019-09-13 2019-09-13 Synthetic gas production method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2719176C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2248932C1 (en) * 2003-10-13 2005-03-27 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Catalyst (options), method for preparation thereof (options) and synthesis gas generation method (option)
CN101830433A (en) * 2008-09-17 2010-09-15 气体与化学产品公司 Process for the production of hydrogen gas employing a thermally stable catalyst
RU2453366C1 (en) * 2010-11-29 2012-06-20 Учреждение Российской академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН Catalyst and method of producing synthetic gas
WO2014001423A1 (en) * 2012-06-29 2014-01-03 Basf Se High-pressure process for carbon dioxide reforming of hydrocarbons in the presence of iridium-containing active masses
RU2541316C1 (en) * 2013-10-23 2015-02-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук Structured catalyst and process of transforming biofuels into synthesis-gas
RU2594161C1 (en) * 2015-04-24 2016-08-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина" Method of producing synthesis gas with high-temperature catalytic oxidative conversion of methane
RU2632701C1 (en) * 2016-06-21 2017-10-09 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) Method of producing synthesis gas from co2
RU2660648C1 (en) * 2017-08-23 2018-07-09 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) Nanostructured catalyst for obtaining synthesis gas by carbon-acid reforming of methane and method of its obtaining

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2248932C1 (en) * 2003-10-13 2005-03-27 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Catalyst (options), method for preparation thereof (options) and synthesis gas generation method (option)
CN101830433A (en) * 2008-09-17 2010-09-15 气体与化学产品公司 Process for the production of hydrogen gas employing a thermally stable catalyst
RU2453366C1 (en) * 2010-11-29 2012-06-20 Учреждение Российской академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН Catalyst and method of producing synthetic gas
WO2014001423A1 (en) * 2012-06-29 2014-01-03 Basf Se High-pressure process for carbon dioxide reforming of hydrocarbons in the presence of iridium-containing active masses
RU2541316C1 (en) * 2013-10-23 2015-02-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук Structured catalyst and process of transforming biofuels into synthesis-gas
RU2594161C1 (en) * 2015-04-24 2016-08-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина" Method of producing synthesis gas with high-temperature catalytic oxidative conversion of methane
RU2632701C1 (en) * 2016-06-21 2017-10-09 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) Method of producing synthesis gas from co2
RU2660648C1 (en) * 2017-08-23 2018-07-09 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) Nanostructured catalyst for obtaining synthesis gas by carbon-acid reforming of methane and method of its obtaining

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6808652B2 (en) Modified ⊖-alumina-supported nickel reforming catalyst and its use for producing synthesis gas from natural gas
US7105147B2 (en) Method for partial oxidation of methane using dense, oxygen selective permeation ceramic membrane
KR20150028329A (en) High-pressure process for carbon dioxide reforming of hydrocarbons in the presence of iridium-containing active masses
JP3882044B2 (en) Method for preparing Fischer-Tropsch synthesis catalyst
WO2002038268A1 (en) Catalyst for hydrocarbon reforming and method of reforming hydrocarbon with the same
JPWO2014045570A1 (en) Catalyst using PdRu solid solution type alloy fine particles
KR100400591B1 (en) Catalyst for steam reforming of methanol and method for producing hydrogen therewith
KR101437072B1 (en) Catalyst for efficient co2 conversion and method for preparing thereof
JP5010547B2 (en) Highly active catalyst and method for producing the same
JPS6158453B2 (en)
KR100858924B1 (en) Supported catalyst for producing hydrogen gas by steam reforming reaction of liquefied natural gas, method for preparing the supported catalyst and method for producing hydrogen gas using the supported catalyst
RU2719176C1 (en) Synthetic gas production method
JP3638358B2 (en) Carbon dioxide reforming catalyst and reforming method using the same
JP3552766B2 (en) Ammonia synthesis catalyst and its preparation method
WO2021172107A1 (en) Metal-loaded article containing typical element oxide, catalyst for ammonia synthesis and method for synthesizing ammonia
CA3223343A1 (en) Method for producing catalysts for high temperature chemical processes and catalysts thus obtained
RU2256501C1 (en) Catalyst for synthesis of hydrocarbons from co and h2
KR100336968B1 (en) Modified Zirconia-supported nickel reforming catalysts and its use for producing synthesis gas from natural gas
JP4465478B2 (en) Catalyst for hydrogen production
JPH09173842A (en) High dispersion-type catalyst for vapor modification and manufacture of hydrogen
JP5505773B2 (en) Heterometallic polynuclear complex and method for producing catalyst using the same
KR100390774B1 (en) The preparation method of synthesis gas from natural gas by oxygen or steam-oxygen mixed reforming
JP2004285315A (en) Porous unsaturated coordination metal complex
RU2594161C1 (en) Method of producing synthesis gas with high-temperature catalytic oxidative conversion of methane
RU2814309C9 (en) Method of producing synthesis gas