SU1544175A3 - Предшественник катализатора дл синтеза аммиака - Google Patents
Предшественник катализатора дл синтеза аммиака Download PDFInfo
- Publication number
- SU1544175A3 SU1544175A3 SU864028561A SU4028561A SU1544175A3 SU 1544175 A3 SU1544175 A3 SU 1544175A3 SU 864028561 A SU864028561 A SU 864028561A SU 4028561 A SU4028561 A SU 4028561A SU 1544175 A3 SU1544175 A3 SU 1544175A3
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- block
- diameter
- catalyst
- channels
- section
- Prior art date
Links
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000012018 catalyst precursor Substances 0.000 claims abstract 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 14
- 239000011019 hematite Substances 0.000 claims description 6
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 9
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 3
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- UOCIZHQMWNPGEN-UHFFFAOYSA-N dialuminum;oxygen(2-);trihydrate Chemical compound O.O.O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] UOCIZHQMWNPGEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- HQKMJHAJHXVSDF-UHFFFAOYSA-L magnesium stearate Chemical compound [Mg+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O HQKMJHAJHXVSDF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 description 1
- 235000019759 Maize starch Nutrition 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- GSWGDDYIUCWADU-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Mg++].[Al+3] GSWGDDYIUCWADU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 aluminum-magnesium magnesium Chemical compound 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 235000019359 magnesium stearate Nutrition 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/30—Loose or shaped packing elements, e.g. Raschig rings or Berl saddles, for pouring into the apparatus for mass or heat transfer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/745—Iron
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/30—Details relating to random packing elements
- B01J2219/302—Basic shape of the elements
- B01J2219/30223—Cylinder
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/30—Details relating to random packing elements
- B01J2219/302—Basic shape of the elements
- B01J2219/30296—Other shapes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/30—Details relating to random packing elements
- B01J2219/304—Composition or microstructure of the elements
- B01J2219/30416—Ceramic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/30—Details relating to random packing elements
- B01J2219/304—Composition or microstructure of the elements
- B01J2219/30475—Composition or microstructure of the elements comprising catalytically active material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/30—Details relating to random packing elements
- B01J2219/308—Details relating to random packing elements filling or discharging the elements into or from packed columns
- B01J2219/3081—Orientation of the packing elements within the column or vessel
- B01J2219/3085—Ordered or stacked packing elements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение касаетс каталитической химии, в частности предшественников катализатора дл синтеза аммиака. Цель - повышение активности катализатора. Предшественник катализатора выполнен из спекшегос оксида железа с промоторами, выбранными из группы оксидов алюмини , кальци , кали и магни , в виде цилиндра с посто нным поперечным сечением. Диаметр круга площади поперечного сечени цилиндра 6,5-9,5 мм при отношении длины к диаметру, равном 1. Цилиндр имеет 13-55 сквозных каналов посто нного поперечного сечени с диаметром 0,2-0,6 мм (лучше с круглым поперечным сечением при отношении длины к диаметру 10,8-32,5). Сквозные каналы расположены продольно цилиндру в расчете 40-167 каналов на 1 см2 площади поперечного сечени цилиндра при обеспечении геометрического объема пустот 5-22% и предпочтительной плотности 4,0-4,2 г/см3. Относительна активность катализатора при использовании предлагаемого предшественника начальна -1,34, конечна 1,25 против начальной -1,0 и конечной 0,86 при использовании плавленого материала. 2 з.п. ф-лы, 5 табл.
Description
Изобретение относитс к катализаторам на основе спеченного оксида железа с промоторами, отличающимс формой , и может быть использовано в производстве аммиака.
Целью изобретени вл етс повышение активности катализатора на основе предлагаемого предшественника за смет выполнени последнего в виде определенной формы с соответствующими геометрическими размерами, обеспечивающими определенные объем пустоты и плотность.
Пример 1. Гематит перемалывают до мелкозернистого порошка со средним размером частиц 3 мкм, причем все частицы имеют размер менее 10 мкм. 958 г размолотого порошка гематита смешивают с 31 г тригидрата оксида алюмини (А12Оз ЗНгО) и 11 г карбоната кальци , причем оба реагента предварительно измельчают до аналогичной степени дисперсности.
К смеси прибавл ют 10 г полисахарида с высокомолекул рной массой (Zusiplast PSI, поставл емого
сл
ы
Zschimtner und Schwarz, Lahnstein am Rhein, ФРГ), О г маисового крахмала (Kardek, сорт G08010, поставл емого СРС Ж Ltd, Industrial Division Trafford Park, Манчестер, Великобритани ) и 130 мл водного раствора, содержащего 96 г. карбоната кали (, и смешивают до гомогенной пасты. Затем смесь экструдируют при комнатной температуре сквозь крлыде- вую экструзионную головку, имеющую 13 проводов диаметром 0,7 мм, подвешенных как стержни. Цилиндрический экструдат, имеющий 13 продольных от- верстий, разрезают на участки, высушивают при 30°С в течение 1. ч в атмосфере с регулируемой влажностью, после чего нагревают до 00СС со скоростью 200°С/ч и поддерживают при 00°С до тех пор, пока крахмал не пережжетс полностью. Сформованные части затем обрабатывают при 1300°С з атмосфере воздуха в течение Д ч, после чего охлаждают до температуры окружающей среды в течение б ч.
Спекшиес сформованные блоки представл ют собой цилиндры длиной 6, 5 мм и диаметром 6,5 мм с 13 отверсти ми диаметром 0,6 мм, имеют плотность частиц 4,2 , как определено со ссылкой на их объем в ртути при атмосферном давлении, и пористость 0, см3-г-1.
Химический анализ показывает, что
спекшиес блоки имеют следующий состав , масД:
Fe703 96,9
СаО0,6
А1703 2,0
КаО0,5
12 блоков (приблизительно 10 г) смешивают с 65 г плавленных крошек глинозема со средним размером частиц 2,-3,35 мм и загружают в реактор дл образовани разбавленного сло длиной 90 мм и диаметром 28 мм. Спекшиес блоки затем активируют путем постепенного нагревани до 75 С в течение 8ч и поддержани при это температуре s течение 6 ч,при абсо- лютном давлении 150 бар смеси водород - азот (3:1). Объемна скорость ЕО°ооем восстановлени составл ет 2ROGO см3 -г-1- ч-1 ,
Активность катализатора дл реакц синтеза аммиака оценивают путем измерени концентрации аммиака в газе отход щем из реактора, при различны
,
,
S
0
объемных скорост х. Реакционные услови : температура 50°С, абсолютное давление 150 бар, смесь водород - азот (3:1).
Описанную методику повтор ют с использованием фасонных блоков, точно таким же образом, за исключением того, что экструзионна головка не содержит подвешенных проводов и, следовательно , фасонные блоки не имеют сквозных каналов.
Результаты приведены в табл. 1.
Данные табл. 1 показывают эффективность сквозных каналов в повышении каталитической активности.
П р и м е р 2. Повтор ют методику примера 1 за исключением того, что в порошковую смесь гематита, тригид- рата оксида алюмини и карбоната кальци ввод т 12 г измельченного графита, а спекание и последующее охлаждение осуществл ют в атмосфере, котора по существу свободна от кислорода ,
Состав полученных спекшихс фасонных блоков аналогичен составу блоков по примеру 1 за исключением того, что оксид железа присутствует в виде магнетита (Fe304). Спекшиес блоки про вл ют активность, аналогичную той, котора приводитс в примере 1, однако после восстановлени она значительно выше.
Спекшиес продукты примеров 1 и 2 имеют площадь поверхности БЭТ ниже 1 , следы частиц размером ниже 20 мкм, объемы пор по крайней мере 0,02 см3 с радиусом ниже 10 мкм. После восстановлени объемы пор намного выше, по меньшей мере 0,02 см3-г-1 имеют поры радиусом 0,1-10 мкм.
П р и м е р 3. Спекшиес блоки изготавливают по примеру 1, однако с в едением различных относительных содержаний шпинели алюминиевокислого магни , измельченной до аналогичной гематиту, дисперсности, в смесь гематит - оксид алюмини - карбонат кальци .
С целью оценки характеристик восстановлени спекшихс блоков р д блоков загружают в цилиндрический реактор диаметром 27,5 мм и длиной 70 мм дл образовани беспор дочно уплотненного сло объемом около АО см3.
В первой серии экспериментов (А) при пропускании смеси водорода и азо5 .1
та. содержащей 75 мас.% водорода, через слой с расходом 250 л-ч-1, температуру сло повышают до 350°С в течение 3 ч и затем повышают до 475°С в течение 8 ч.
Во второй серии экспериментов (В) слой нагревают до 4 75° С при пропускании азота через слой с расходом 250 л-ч-1 и затем азотный поток заме- щают смесью водорода с азотом, содержащей 75 масД водорода, и сохран ют при этой температуре до полного восстановлени оксида железа в железо.
В обеих сери х экспериментов после охлаждени до комнатной температуры смеси водород - азот последнюю замещают азотом, протекающим со скоростью 200 л/ч, и затем в течение 30 мин азот постепенно замещают воздухом. После этого блоки исследуют.
Результаты приведены в табл. 2.
Дл сравнени также готов т составы , в которых шпинель алюминиевокис- лого магни замещают магнезией.
Когда методика восстановлени А осуществл етс на блоках, в состав которых не входит известь, блоки влютс нетронутыми.
П р и м е р 4. Экструдаты получаю аналогично примеру 1, но с использованием состава, содержащего 1 мас.% шпинели алюминиевокислого магни . Примен ют головку с 50 проволочными сердечниками, расположенными концент рическими кругами по 29, 14 и 6 вокруг центрального стержн . Головку и сердечники выполн ют таких размеров, чтобы после агломерации экструдиро- ванные блоки имели длину и диаметр 8,5 мм, сквозные каналы диаметром 0,48 мм. Плотность частиц составл ет 4,0 г-см- , блоки со сквозными каналми имеют относительный объем пор 0,16, площадь геометрической поверх- ности (ПГП) около 20 и значение ПГП/(А.ГП) (где А - площадь поверхности сплошного цилиндра, ГП - геометрическа пористость блока), равно 17,7..Имеетс 88 отверстий на 1 см2 поперечного сечени блока.
Блоки имеют следующий химический состав, мас.%:
Fea0396,4
А1а032,3
СаО0,6
MgO0,3
КаО0,4
Q
0
5
5 0 5 0
5
1756
Адиабатический реактор используют дл оценки активности каждого типа катализатора. Объем сло составл ет 23,7 л и заполн ет кольцевое пространство наружным диаметром 203 мм, внутренним диаметром 8 мм и длиной 1015 мм. Исходные вещества катализатора восстанавливают при давлении 80 бар газовой смесью, содержащей водород и азот при мол рном отношении 2,35 и расходе 300 мЗ-ч- (при нормальных услови х). Температура на входе газа составл ет 350°С, затем ее повышают дл поддержани водной концентрации ниже 2000 м.д. от объема. Когда восстановление завершено, температуру на входе понижают до 350°С, и после установлени стационарного режима аммиачную концентрацию газа, покидающего слой, измер ют при повышении температуры всего сло .
Результаты приведены в табл. 3.
П р и мер 5« Повтор ют методику примера 4. Размер полученных блоков, число и диаметр сквозных каналов, число каналов на 1 см2 площади поперечного сечени блока и геометрический объем пустот, вычисленный из размеров блоков и числа и диаметра сквозных каналов, вычисленна эффективна активность беспор дочно уложенного сло блоков относительно сло спекшихс блоков, не имеющих сквозных каналов, приведены в табл. 4. Экспериментальные результаты, полученные в примерах 2 и 5 хорошо согласуютс с выведенными относительными активност ми .
П р и м е р 6 (сравнительный). Оценивают собственную активность,спек- шихс катализаторов синтеза аммиака„
9бО г магнетитной руды смешивают с 16,0 г кальцинированного оксида алюмини (о/-А1703), 8,24 г безводного карбоната кали (), 10,8 г карбоната кальци (СаСОэ) и 10 г стеара- та магни в качестве св зующего. Смесь гомогенизируют и перемалывают с использованием вибрационной шаровой мельницы до мелкого порошка. Все частицы имеют размер ниже 20 мкм и свыше 50% от массы частиц имеют размер менее 10 мкм. Порошок уплотн ют между двум профилирующими валками противоположного вращени с получением удлиненных,, (почти цилиндрических) блоков диаметром около 4,0 мм и длиной приблизительно 50 мм. Удлиненные
блоки дроб т на более короткие длиной приблизительно мм. Все полученные короткие блоки пропускают сквозь сито ,75 мм, и более 99% их массы удер живаетс на сите 3,35 мм. Блоки затем прокаливают в атмосфере воздуха до 1300°С дл осуществлени агломерации и, следовательно, уплотнени . Как измерено перемещением ртути при атмос- ферном давлении, плотность синтериро- ванных блоков составл ет 4,3 г. при пористости 0,037 см3-г 1 .
Химический анализ блоков дает следующий состав катализатора, мае.: СаО0,6
K-jO0,М)
,7
MR00,27
,3 .
Fe703 Остальное Присущую катализатору активность синтерированных продуктов оценивают путем дроблени синтерированного материала до частиц размером между 0,6-1 мм. Полученный крупнозернистый порошок загружают в лабораторный реактор со слоем катализатора длиной 32 мм и диаметром мм.
Раздробленный материал активируют восстановлением в смеси водород - азот (3:1) при абсолютном давлении 50 бар, поднима температуру до (75°С за 12 ч и сохран эту температуру в течение 3 ч. Полученный катализатор используют дл синтеза аммиака в реакторе при абсолютном давлении 50 бар и температуре 50°С с объемной скоростью газа 0000 см3 на 1 г невосстановленного раздробленного матери- ала (т.е. исходного вещества катализатора ) в час и измер ют концентраци аммиака в газе, покидающем реактор. Из концентрации аммиака, измеренной в этот момент, вычисл ют другие объ- емные скорости, начальную посто нную скорости на единицу веса исходного вещества катализатора.
Дл оценки степени снижени активности принимают методику ускоренного старени посредством повышени температуры до 550°С и сохранени этой температуры в течение 6 ч. Температуру затем понижают до 450°С и измер ют конверсию при различных скорое- т х потока. После этого вычисл ют конечную посто нную скорости на единицу веса исходного вещества катализатора .
Каталитическую активность стандартного плавленого катализатора также определ ют с использованием вышеприведенной методики. В каждом случае примен ют три образца испытуемого материала и наход т посто нные скорости из среднего- значени определенных концентраций аммиака.
В табл. 5 начальна и конечна относительные активности представл ют собой отношение начальной и конечной посто нных скорости к начальной посто нной скорости стандартного плавленого катализатора.
Из данных табл. 5 видно, что спекшиес материалы не только про вл ют более высокую начальную активность, чем стандартные плавленые материалы, но снижение их активности при старении значительно меньше.
Технологическа схема, продуцирующа около 1000 т аммиака в сутки и использующа стандартный плавленый катализатор с размером частиц 6-9 мм, включает контур синтеза, функционирующий при давлении 131 бар абс. с циркул ционной интенсивностью около 26000 кг.моль/ч. В такой принципиальной технологической схеме мощность , требуема дл сжати в циркул ции синтез-газа и дл охлаждени , с целью восстановлени аммиачного продукта, как правило, составл ет 18,6 МВт, тепловыделение из синтеза составл ет около 30, t МВт, Выдел емое тепло обычно используют дл того, чтобы покрыть эту потребность в энергии и дл того, чтобы обеспечить мощность и/или тепло, требуемое при получении синтез-газа.
Из-за возрастающей активности при использовании многодырочного катализатора вместо стандартного плавленого катализатора циркул ционна скорость, необходима дл получени того же количества аммиака, может быть снижена до 22000 кг-моль/ч при снижении давлени контура до 116 бар абс. В результате энергетические потребности дл сжати и циркул ции синтез-газа, а также дл охлаждени снижаютс до 16,9 МВт, а тепловыделение возрастает до 30,9 МВт. Путем модификации циркул ционного насоса, с тем чтобы позволить скорости циркул ции уменьшитьс до 21000 кг-моль/ч и в то же врем давлению контура увеличитьс до 121,5 бар абс,, может быть получен
даже более эффективный процесс, поскольку энергетические потребности дл сжати и циркул ции синтез-газа, а также дл охлаждени составл ют только 16,1 МВт, тогда как тепловыде- ление возрастает до 31 1 МВт.
Claims (3)
1. Предшественник катализатора дл синтеза аммиака в виде катализаторного фасонного блока на основе спекшегос оксида железа с промоторами, выбранными из группы оксидов алюмини , кальци , кали и магни , и имеющий посто нное поперечное сечение, о т- личающийс тем, что, с целью повышени активности, блок выполнен в форме цилиндра с диаметром круга площади поперечного сечени
0
5
0
75Ю
блока, соответствующим 6,,5 мм, при отношении длины блока к его диаметру 1, и имеет сквозных каналов посто нного поперечного сечени с диаметром 0,2-0,6 мм, расположенных продольно блоку в расчете 0-1б7 каналов на 1 см2 площади поперечного сечени блока при обеспечении геометрического объема пустот блока 5-22%.
2.Предшественник катализатора поп.1, отличающийс тем, что сквозные каналы блока имеют круглое поперечное сечение при отношении длины к диаметру 10,8-32,5..
3.Предшественник катализатора по пп.1-2, отличающийс тем, что его плотность соответствует ,0-,2 г-см-з.
Процент от массы смеси гематит - оксид алюмини - карбонат, кальци .
Таблица 1
Таблица2
11
Образец
Без каналов6,6
С 50 каналами8,3
Каналы
Диаметр, мм
Число
8,0-0001
6,,61340112,1
6,50,537112222,5
6,5 0,33711282,5
6,50,25516752,7
8,00,550100202,5
8,,485088162,4
9,50,55071112,4
Пример 1. Пример 4.
i
Таблица 5
Образец Концентраци №э отход -Относительна ак- щего газа, масД, притивность
объемной скорости
40000 см3-г -ч 1Началь- Конечна
I- - ---- ---- - -на Конечна „-...- ...
5,50 5,20
Плавленый 5,50 5,20 -1,0 0,86 5,75 5,50
6,10 6,00
Спекшийс 6,10 6,10 -1,34 1,25 6,40 6,05
С ост а ви т ел ь Т.Белосл юдо ва Редактор И.Рыбченко Техред А.Кравчук Корректор А.Обручар
Заказ 409Тираж 407Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, П1
1544175
Таблица
12
Концентраци аммиака, мае. %
71 95
Таблица4
ло 1 см2
Вычисленный геометрический объем пустот, %
Относительна эффективна активность
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB858527663A GB8527663D0 (en) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | Catalyst precursors |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1544175A3 true SU1544175A3 (ru) | 1990-02-15 |
Family
ID=10587981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU864028561A SU1544175A3 (ru) | 1985-11-08 | 1986-11-06 | Предшественник катализатора дл синтеза аммиака |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4772579A (ru) |
| JP (2) | JPS62121639A (ru) |
| CN (1) | CN1013647B (ru) |
| AU (1) | AU584249B2 (ru) |
| DE (1) | DE3666781D1 (ru) |
| DK (1) | DK533986A (ru) |
| GB (1) | GB8527663D0 (ru) |
| GR (1) | GR3000207T3 (ru) |
| IN (1) | IN167858B (ru) |
| NO (1) | NO167789C (ru) |
| NZ (1) | NZ218195A (ru) |
| SU (1) | SU1544175A3 (ru) |
| ZA (2) | ZA868221B (ru) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2013248B3 (es) * | 1985-11-08 | 1990-05-01 | Ici Plc | Material para lecho de embalajes. |
| US6045628A (en) * | 1996-04-30 | 2000-04-04 | American Scientific Materials Technologies, L.P. | Thin-walled monolithic metal oxide structures made from metals, and methods for manufacturing such structures |
| US5814164A (en) * | 1994-11-09 | 1998-09-29 | American Scientific Materials Technologies L.P. | Thin-walled, monolithic iron oxide structures made from steels, and methods for manufacturing such structures |
| DE4446907A1 (de) * | 1994-12-27 | 1996-07-04 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung eines Hydrierkatalysators |
| US6461562B1 (en) | 1999-02-17 | 2002-10-08 | American Scientific Materials Technologies, Lp | Methods of making sintered metal oxide articles |
| CN101327432B (zh) * | 2008-07-22 | 2011-07-20 | 太原华宝贵金属回收有限公司 | 一种氨氧化制备硝酸的稀土复合氧化物催化剂 |
| SG192603A1 (en) | 2011-03-01 | 2013-09-30 | Exxonmobil Res & Eng Co | Temperature swing adsorption process for the separation of target species from a gas mixture |
| US8808426B2 (en) | 2012-09-04 | 2014-08-19 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Increasing scales, capacities, and/or efficiencies in swing adsorption processes with hydrocarbon gas feeds |
| RU2722157C1 (ru) | 2015-07-22 | 2020-05-27 | Басф Корпорейшн | Катализаторы с высокой геометрической площадью поверхности для получения винилацетатного мономера |
| US10449479B2 (en) | 2016-08-04 | 2019-10-22 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Increasing scales, capacities, and/or efficiencies in swing adsorption processes with hydrocarbon gas feeds |
| CN106825549A (zh) * | 2017-04-13 | 2017-06-13 | 江苏金奕达铜业股份有限公司 | 一种具有大表面积结构的铜粒 |
| US10449520B2 (en) * | 2017-05-15 | 2019-10-22 | Scientific Design Company, Inc. | Porous bodies with enhanced crush strength |
| WO2023249030A1 (ja) * | 2022-06-24 | 2023-12-28 | 国立大学法人東京工業大学 | 含水素アルミニウムと鉄を組み合わせたアンモニア合成触媒 |
Family Cites Families (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2408164A (en) * | 1942-04-25 | 1946-09-24 | Phillips Petroleum Co | Catalyst preparation |
| US2992191A (en) * | 1956-05-24 | 1961-07-11 | Sinclair Refining Co | Catalyst composition and preparation |
| BE606512A (ru) * | 1960-07-26 | |||
| US3644216A (en) * | 1963-07-24 | 1972-02-22 | Ugine Kuhlmann | Catalysts |
| US3403112A (en) * | 1965-08-20 | 1968-09-24 | Lummus Co | Process for producing a mixed oxide oxidation catalyst having improved selectivity |
| FR2082444A5 (ru) * | 1970-03-16 | 1971-12-10 | Inst Francais Du Petrole | |
| US3755199A (en) * | 1971-08-18 | 1973-08-28 | Combinatul Chim Craiova | Unreduced catalyst for ammonia synthesis and process for its manufacture |
| NL7400525A (ru) * | 1973-01-27 | 1974-07-30 | ||
| SU430575A1 (ru) * | 1973-03-30 | 1979-03-05 | Kuznetsov L D | Способ приготовлени катализатора дл синтеза аммиака |
| US3855153A (en) * | 1973-07-26 | 1974-12-17 | Reichhold Chemicals Inc | Unsupported catalyst for the oxidation of methanol to formaldehyde |
| FR2243021B1 (ru) * | 1973-09-12 | 1978-02-17 | Inst Francais Du Petrole | |
| GB1484864A (en) * | 1974-11-25 | 1977-09-08 | Ici Ltd | Granular material and its use as a catalyst |
| JPS527391A (en) * | 1975-07-08 | 1977-01-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Process for production of a catalyst for purification of combustion ex haust gas |
| US4042738A (en) * | 1975-07-28 | 1977-08-16 | Corning Glass Works | Honeycomb structure with high thermal shock resistance |
| FR2328656A1 (fr) * | 1975-10-22 | 1977-05-20 | Azote & Prod Chim | Nouveau catalyseur de reformage a la vapeur |
| SU627850A1 (ru) * | 1976-03-17 | 1978-10-15 | Предприятие П/Я Р-6603 | Способ приготовлени катализатора дл синтеза аммиака |
| US4233187A (en) * | 1979-03-26 | 1980-11-11 | United Catalysts Inc. | Catalyst and process for steam-reforming of hydrocarbons |
| JPS5610333A (en) * | 1979-07-06 | 1981-02-02 | Toyota Motor Corp | Catalyst for cleaning up exhaust gas and manufacture of said catalyst |
| JPS5828858B2 (ja) * | 1979-09-05 | 1983-06-18 | 川崎化成工業株式会社 | １，４−ナフトキノンの製造法 |
| JPS5951335B2 (ja) * | 1979-09-29 | 1984-12-13 | 重質油対策技術研究組合 | 高硫黄含有重質油の処理用触媒 |
| BE886363A (fr) * | 1980-11-26 | 1981-03-16 | Catalysts & Chem Europ | Catalyseurs de reformage et leur utilisation |
| IT1134538B (it) * | 1980-12-02 | 1986-08-13 | Euteco Impianti Spa | Procedimento per la preparazione di catalizzatori adatti per la produzione di formaldeide da metanolo |
| US4456703A (en) * | 1982-05-07 | 1984-06-26 | Exxon Research And Engineering Co. | High surface area nickel aluminate spinel catalyst for steam reforming |
| US4471070A (en) * | 1982-11-29 | 1984-09-11 | Atlantic Richfield Company | Preparative process for alkaline earth metal, aluminum-containing spinels |
| US4510261A (en) * | 1983-10-17 | 1985-04-09 | W. R. Grace & Co. | Catalyst with high geometric surface area |
| US4510263A (en) * | 1983-10-17 | 1985-04-09 | W. R. Grace & Co. | Catalyst with high geometric surface area alumina extrudate and catalyst with high geometric surface area |
| US4510262A (en) * | 1983-10-17 | 1985-04-09 | W. R. Grace & Co. | Doubly promoted catalyst with high geometric surface area |
| US4618597A (en) * | 1983-12-20 | 1986-10-21 | Exxon Research And Engineering Company | High surface area dual promoted iron/managanese spinel compositions |
| US4521532A (en) * | 1984-04-23 | 1985-06-04 | General Motors Corporation | Monolithic catalytic converter for improved thermal performance |
| GB8527564D0 (en) * | 1985-11-08 | 1985-12-11 | Ici Plc | Catalyst precursors |
-
1985
- 1985-11-08 GB GB858527663A patent/GB8527663D0/en active Pending
-
1986
- 1986-10-24 DE DE8686308278T patent/DE3666781D1/de not_active Expired
- 1986-10-28 US US06/924,038 patent/US4772579A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-10-28 ZA ZA868221A patent/ZA868221B/xx unknown
- 1986-10-28 ZA ZA868220A patent/ZA868220B/xx unknown
- 1986-10-29 IN IN955/DEL/86A patent/IN167858B/en unknown
- 1986-10-30 AU AU64536/86A patent/AU584249B2/en not_active Ceased
- 1986-11-06 NZ NZ218195A patent/NZ218195A/xx unknown
- 1986-11-06 SU SU864028561A patent/SU1544175A3/ru active
- 1986-11-07 NO NO864447A patent/NO167789C/no unknown
- 1986-11-07 DK DK533986A patent/DK533986A/da not_active Application Discontinuation
- 1986-11-08 CN CN86108360A patent/CN1013647B/zh not_active Expired
- 1986-11-08 JP JP61266497A patent/JPS62121639A/ja active Pending
- 1986-11-08 JP JP61266496A patent/JPS62121649A/ja active Pending
-
1989
- 1989-11-09 GR GR89400031T patent/GR3000207T3/el unknown
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 505435, кл. В 01 J 23/70, 1974. Патент GB № 1484864, кл. В 01 J 23/74, опублик. 1977. ( ПРЕДШЕСТВЕННИК КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ СИНТЕЗА АММИАКА * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NZ218195A (en) | 1989-09-27 |
| JPS62121649A (ja) | 1987-06-02 |
| AU584249B2 (en) | 1989-05-18 |
| DK533986D0 (da) | 1986-11-07 |
| JPS62121639A (ja) | 1987-06-02 |
| GB8527663D0 (en) | 1985-12-11 |
| NO864447D0 (no) | 1986-11-07 |
| NO864447L (no) | 1987-05-11 |
| US4772579A (en) | 1988-09-20 |
| DE3666781D1 (en) | 1989-12-14 |
| CN1013647B (zh) | 1991-08-28 |
| ZA868221B (en) | 1987-08-26 |
| ZA868220B (en) | 1987-08-26 |
| NO167789B (no) | 1991-09-02 |
| NO167789C (no) | 1991-12-11 |
| CN86108360A (zh) | 1987-06-17 |
| DK533986A (da) | 1987-05-09 |
| IN167858B (ru) | 1990-12-29 |
| AU6453686A (en) | 1987-05-14 |
| GR3000207T3 (en) | 1990-12-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SU1544175A3 (ru) | Предшественник катализатора дл синтеза аммиака | |
| EP0260826B1 (en) | Catalysts | |
| KR100591031B1 (ko) | 촉매 담체 및 이의 제조방법 | |
| US4956329A (en) | High surface area cordierite catalyst support structures | |
| JP2002519188A (ja) | ガス精製用モレキュラーシーブ吸着剤とその製造方法 | |
| JPH0667475B2 (ja) | 酸化エチレン用銀含有触媒の製造方法 | |
| US6890499B2 (en) | Catalyst for decomposing N2O, its use and method for the production thereof | |
| DE2615868B2 (de) | Verfahren zur Herstellung kugeliger Tonerdeteilchen | |
| JP4689831B2 (ja) | 星型のアルミナ押出物およびそれに基づく触媒 | |
| EP0222541B1 (en) | Bed packing material | |
| JP3066850B2 (ja) | バインダーレスｘ型ゼオライト成形体およびその製造方法 | |
| JP2004276025A (ja) | アルミン酸亜鉛を主成分とする触媒の製造方法および得られた触媒 | |
| US4045372A (en) | Control of physical properties of alumina extrudates | |
| DE3522473A1 (de) | Geformter katalysator, verfahren zu seiner herstellung und dessen verwendung bei der oxichlorierung von ethylen zu 1,2-dichlorethan | |
| JPS62121648A (ja) | 触媒前駆物質 | |
| US4789659A (en) | Catalyst of a sintered iron oxide-containing article | |
| EP0222542B1 (en) | Catalyst precursors | |
| US6710010B2 (en) | Zirconia catalysts for nitrous oxide abatement | |
| EP0459424A1 (en) | Process for producing the precursor of a precipitated catalyst for the ammonia synthesis | |
| RU2093249C1 (ru) | Сотовый катализатор для очистки газовых выбросов и способ его приготовления | |
| JPS6377548A (ja) | 触媒またはその前駆物質及びその製法 | |
| US3657156A (en) | Cobalt oxide catalysts | |
| RU2055015C1 (ru) | Способ очистки водорода от примесей оксидов углерода и способ получения катализатора для его осуществления | |
| JP2004528961A (ja) | 保護床と触媒床の組み合わせ | |
| RU2141378C1 (ru) | Носитель серебросодержащего катализатора получения оксида этилена и способ его получения |