SU1734820A1 - Method of obtaining catalyst for methane conversion by steam - Google Patents
Method of obtaining catalyst for methane conversion by steam Download PDFInfo
- Publication number
- SU1734820A1 SU1734820A1 SU904849279A SU4849279A SU1734820A1 SU 1734820 A1 SU1734820 A1 SU 1734820A1 SU 904849279 A SU904849279 A SU 904849279A SU 4849279 A SU4849279 A SU 4849279A SU 1734820 A1 SU1734820 A1 SU 1734820A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- catalyst
- nickel
- weight
- magnesium oxide
- nio
- Prior art date
Links
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
Сущность изобретени : продукт - катализатор (КТ) состава, мас.%: оксид никел 11,9-48,8, оксид магни 51,2-88,1. Механическа прочность 3-11 кг/см2 по образующей . КТ получают прокаливанием и размалыванием оксида магни , смешением последнего в количестве 58,5-88,9% от массы катализатора с гелем гидроксида никел , вз того в количестве 11,9-41,5% оксида никел от массы КТ, формированием, сушкой и прокаливанием при 600-650°С. 1 табл. сл с Х4 со : 00 ю оThe essence of the invention: the product is a catalyst (CT) composition, wt.%: Nickel oxide 11.9-48.8, magnesium oxide 51.2-88.1. Mechanical strength 3-11 kg / cm2 along a generatrix. QDs are obtained by calcining and grinding magnesium oxide, mixing the latter in the amount of 58.5-88.9% by weight of the catalyst with a nickel hydroxide gel, in an amount of 11.9-41.5% nickel oxide by weight of the QD, forming, drying and calcining at 600-650 ° C. 1 tab. sl with X4 co: 00 o
Description
Изобретение относитс к способу приготовлени катализатора паровой конверсии метана дл получени синтез-газа, используемого при производстве аммиака, метанола, водорода, а также в водородной энергетике.The invention relates to a method for preparing a catalyst for steam reforming of methane to produce synthesis gas used in the production of ammonia, methanol, hydrogen, as well as in hydrogen energy.
В области водородной энергетики в св зи с потребностью создани экологически чистых технологий ведутс работы по разработке высокотемпературных (« 600°С) топливных элементов (ТЭ). в которыхIn the field of hydrogen energy in connection with the need to create environmentally friendly technologies, work is underway to develop high-temperature ("600 ° C) fuel cells (FC). in which
осуществл етс электрохимическое окисление синтез-газа, получаемого в процессе конверсии метана. Наибольший эффект в работе ТЭ достигаетс при проведении процесса концерсии метана одновременно с электрохимическим окислением внутри анодного пространства ТЭ.electrochemical oxidation of the synthesis gas obtained in the methane conversion process is carried out. The greatest effect in the operation of fuel cells is achieved by carrying out the methane concentration process simultaneously with electrochemical oxidation inside the fuel cell anode space.
Анализ катализаторов конверсии углеводородов показывает, что это, в основном, никельсодержащие композиции, в состав которых вход т различные добавки, такиеAnalysis of hydrocarbon conversion catalysts shows that these are mainly nickel-containing compositions, which include various additives, such as
как каолин, цемент, глина, графит, СаО, Si02, А120з, МдО, и т.д., получаемые различными способами: соосаждением компонентов , смешением порошков или паст с последующим прессованием или формованием; пропиткой носител сол ми активных компонентов. Выбор состава активного компонента и способа получени определ етс услови ми проведени процесса, природой углеводородов.as kaolin, cement, clay, graphite, CaO, Si02, A1203, MDO, etc., obtained in various ways: by co-precipitating the components, mixing powders or pastes, followed by pressing or molding; impregnation of the carrier with salts of the active components. The choice of the composition of the active component and the method of preparation is determined by the conditions of the process, the nature of the hydrocarbons.
Дл ТЭ с электролитом в виде расплава карбонатов щелочных металлов (LiaCOa - КаСОз), работающих при температуре 600- 650°С, основным требованием, предъ вл емым к катализатору, вл етс химическа инертность к электролиту.For FCs with an electrolyte in the form of a melt of alkali metal carbonates (LiaCOa - CAS2), operating at a temperature of 600–650 ° C, the main requirement for a catalyst is chemical inertness to the electrolyte.
Наиболее подход щими катализаторами , отвечающими указанному требованию, вл ютс никелевые катализаторы, полученные на основе оксида магни .The most suitable catalysts that meet this requirement are nickel catalysts based on magnesium oxide.
Следует отметить, что оксид магни , используемый в качестве основного промотора никелевых катализаторов конверсии углеводородов, значительно уменьшает скорость их зауглероживани .It should be noted that magnesium oxide, used as the main promoter of nickel catalysts for the conversion of hydrocarbons, significantly reduces the rate of their carbonization.
Известен способ получени катализатора конверсии углеводородов с вод ным паром , согласно которому смесь закиси никел , оксида магни и гидрате оксида алюмини премешивают в течение 1 ч с добавлением воды, затем прессуют, сушат при 100-300°С и прокаливают при 1250-1350°С дл св зывани всего или подавл ющей доли NiO в видетвердых растворов. Содержание N10 может измен тьс в пределах 10-30 мас.%.A known method for the preparation of a catalyst for the conversion of hydrocarbons with steam, according to which a mixture of nickel oxide, magnesium oxide and aluminum oxide hydrate is stirred for 1 hour with water, then pressed, dried at 100-300 ° C and calcined at 1250-1350 ° C to bind all or the majority of NiO in visible solid solutions. The N10 content can vary from 10-30 wt.%.
Однако указанный катализатор, содержащий в своем составе оксид алюмини , легко разрушаетс при взаимодействии с карбонатным электролитом, что исключает возможность использовани его дл проведени конверсии углеводородов внутри ТЭ.However, this catalyst, containing alumina in its composition, is easily destroyed when interacting with a carbonate electrolyte, which excludes the possibility of using it to carry out the conversion of hydrocarbons inside FC.
Наиболее близким к предлагаемому вл етс катализатор MPF (разработан Институтом ТАЕ, Итали , совместно с фирмой UBE, Япони , способ получени которого состоит в пропитке непрерывно перемешиваемого порошка хорошо окристаллизован- ного оксида магни раствором ацетилацетоната никел с последующими стади ми сушки при 110-120°С в течение 12 ч и прокаливани в токе воздуха при 400 - 450°С в течение 16ч. Перед реакцией катализатор восстанавливают в потоке водорода 2 ч при 400°С и затем 1 ч при 725°С. Полученный катализатор соде ржит 16,5-17 мас.% Ni, остальное - МдО. По данным экспертов в отношении процесса паровой конверсии метана данный катализатор вл етс наиболее активным среди всех известных никелевых катализаторов на основе МдО.The closest to the proposed one is the MPF catalyst (developed by the Institute of TAE, Italy, in collaboration with UBE, Japan), a method for which consists in impregnating continuously mixed powder of well-crystallized magnesium oxide with a solution of nickel acetylacetonate followed by drying steps at 110-120 ° C for 12 hours and calcined in a stream of air at 400 to 450 ° C for 16 hours Before the reaction, the catalyst is reduced in a stream of hydrogen for 2 hours at 400 ° C and then for 1 hour at 725 ° C. The catalyst obtained is 16.5- 17 wt.% Ni, the rest - MD . According to experts on the steam reforming of methane, the catalyst is the most active among all known nickel catalysts on the basis of MgO.
Недостатком известного катализатора вл етс отсутствие прочности, посколькуThe disadvantage of the known catalyst is the lack of strength, since
он представл ет собой порошок. Это делает невозможным его эксплуатацию в промышленных услови х.it is a powder. This makes it impossible to operate in industrial conditions.
Кроме того, способ получени не позвол ет варьировать содержание активногоIn addition, the method of preparation does not allow to vary the content of active
0 компонента в широких пределах, тем самым ограничиваютс возможности регулировани каталитической активности.0 component over a wide range, thereby limiting the ability to regulate catalytic activity.
Цель изобретени - получение формованного с повышенной механической проч5 ностью катализатора.The purpose of the invention is to obtain a catalyst molded with enhanced mechanical strength.
Поставленна цель достигаетс тем, что катализатор дл паровой конверсии метана внутри топливного элемента получают путем прокаливани и размалывани оксилаThis goal is achieved in that the catalyst for steam reforming of methane inside the fuel cell is obtained by calcining and grinding the oxides.
0 магни , смешени последнего в количестве 58,5-88,1% от массы катализатора с гелем гидроксида никел , вз того в количестве 11,9-41,5% в пересчете на оксид никел от массы катализатора, с последующим фор5 мованием образовавшейс катализаторной массы, ее сушкой и прокаливанием при 600- 650°С.0 magnesium, mixing the latter in the amount of 58.5-88.1% by weight of the catalyst with nickel hydroxide gel, taken in the amount of 11.9-41.5% based on nickel oxide by weight of the catalyst, followed by forming the resulting catalyst mass, its drying and calcination at 600 - 650 ° C.
Прокаливание катализаторной массы при 600-650°С вместо 400-450°С снижает иCalcination of the catalyst mass at 600-650 ° C instead of 400-450 ° C reduces and
0 предотвращает структурные изменени катализатора в процессе восстановлени и эксплуатации внутри ТЭ при температуре 600°С. Кроме того, выбранный интервал термической обработки катализатора0 prevents structural changes in the catalyst in the process of restoration and operation inside FC at a temperature of 600 ° C. In addition, the selected interval of heat treatment of the catalyst
5 позвол ет повысить механическую прочность , что делает возможным его эксплуатацию в промышленных услови х. Предлагаемый способ обеспечивает возможность . варьировани активного компо0 нентаотл/10 до 41,5 мас.%.5 allows to increase the mechanical strength, which makes it possible to use it in industrial conditions. The proposed method provides the opportunity. varying the active component / 10% to 41.5% by weight.
В состав катализатора NiO - MgO может входить 11,9-41,5 мас.% NiO. При более низком содержании NiO снижаетс механическа прочность образцов; при более высо5 ком содержании NiO после его восстановлени происходит агрегаци частиц металлического никел , в результате чего величина поверхности уменьшаетс и снижаетс его активность.The composition of the catalyst NiO - MgO may include 11.9-41.5 wt.% NiO. With a lower NiO content, the mechanical strength of the samples is reduced; at higher NiO content, after its reduction, the aggregation of metallic nickel particles occurs, as a result of which the surface size decreases and its activity decreases.
0 П р и м е р 1. 56,6 г Ni(OH)2, содержащего 78,1% Н20, смешивают с 90 г МдО и 50 мл НаО в Z-образном смесителе в течение 15 мин. Полученную пасту формуют методом экструзии. Образец сушат 20 ч0 EXAMPLE 1. 56.6 g of Ni (OH) 2, containing 78.1% of H2O2, are mixed with 90 g of MgO and 50 ml of NaOH in a Z-shaped mixer for 15 minutes. The resulting paste is molded by extrusion. Sample dried for 20 h
5 на воздухе, затем в сушильном шкафу при 110°С 12 ч. Прокаливание провод т в токе воздуха при 600°С 4 ч. Получаемый катализатор , характеристики которого приведены в таблице, содержит 11,9 мас.% NiO и 88,1 мас.% МдО.5 in air, then in an oven at 110 ° C for 12 hours. The calcination is carried out in air flow at 600 ° C for 4 hours. The resulting catalyst, whose characteristics are shown in the table, contains 11.9% by weight of NiO and 88.1% .% MDO.
Исходные вещества, используемые при синтезе катализаторов, получают следующим образом: N 1(0 Н)2 осажден нем раствора азотнокислого никел с концентрацией 100 г NiO/л раствором 2 н. КОН при рН 7 и температуре 70 - 75°С; МдО - прокаливанием гидроксида магни при 900°С 4 ч с последующим размолом (размер частиц МдО не должен превышать 15 мкм).The starting materials used in the synthesis of catalysts were obtained as follows: N 1 (0 H) 2 precipitated with a solution of nickel nitrate with a concentration of 100 g NiO / l with a solution of 2 n. KOH at pH 7 and a temperature of 70 - 75 ° C; MDO - calcination of magnesium hydroxide at 900 ° C for 4 h followed by grinding (particle size of MDO should not exceed 15 μm).
Каталитические свойства образцов, приготовленных по предлагаемому и известному способу в реакции паровой конверсии метана определ ют в проточно-циркул ционной установке при атмосферном давлении. Измерени провод т в кинетической области при исходном составе реакционной смеси 33 об.% СН4 и 67об.% Н20. Перед кинетическими измерени ми катализаторы восстанавливают 1 ч в потоке водорода при 750°С. Скорость реакции паровой конверсии метана определ ют при степени превращени метана 50% и температуре 650°С; значени удельной скорости реакции рассчитывают путем делени полученных величин наблюдаемой скорости реакции на активную поверхность никел .The catalytic properties of the samples prepared according to the proposed and known method in the steam reforming of methane are determined in a flow-circulation plant at atmospheric pressure. The measurements are carried out in the kinetic region with the initial composition of the reaction mixture 33 vol% CH4 and 67 vol% H2. Before kinetic measurements, the catalysts are reduced for 1 h in a stream of hydrogen at 750 ° C. The reaction rate of steam reforming of methane is determined at a methane conversion rate of 50% and a temperature of 650 ° C; the specific reaction rate values are calculated by dividing the obtained values of the observed reaction rate by the active nickel surface.
Пример 2. Катализатор получают аналогично примеру 1. Отличие состоит в том, что смешивают 124 г (NiOH)2, содержащего 75,0% Н20, с 75 г МдО. Сформованный и высушенный катализатор прокаливают при 620°С 4ч, Полученным катализатор содержит 25 мас.% NiO и 75 мас.% МдО.Example 2. The catalyst was prepared analogously to example 1. The difference is that 124 g (NiOH) 2 containing 75.0% H20 is mixed with 75 g of MgO. The molded and dried catalyst was calcined at 620 ° C for 4 h. The resulting catalyst contains 25 wt.% NiO and 75 wt.% MgO.
Пример 3. Катализатор получают аналогично примеру 1, Отличие состоит в том, что смешивают 110 г Ni(OH)2, содержащего 72,2% Н20, с 70 г МдО; сформованный и высушенный катализатор прокаливают при 650°С 4 ч. Полученный катализатор содержит 28 мас.% NiO и 72 мас.% МдО.Example 3. A catalyst was prepared as in Example 1. The difference is that 110 g of Ni (OH) 2 containing 72.2% of H2 are mixed with 70 g of MdO; the molded and dried catalyst is calcined at 650 ° C for 4 hours. The resulting catalyst contains 28% by weight of NiO and 72% by weight of MgO.
Пример 4. Катализатор получают аналогично примеру 1. Отличие состоит в том, что смешивают 142 r(Ni(OH)2, содержащего 65% Н20, с 60 г МдО. Полученный катализатор содержит41,5 мас.% NiO и 58,5 мас.% МдО.Example 4. A catalyst is prepared as in Example 1. The difference is that 142 r (Ni (OH) 2, containing 65% H2O) is mixed with 60 g of MgO. The resulting catalyst contains 41.5% by weight of NiO and 58.5% by weight. % MDO.
Пример 5. Катализатор получают аналогично примеру 1, Отличие состоит в том, что смешивают 182 г Ni(OH)2, содержащего 66% Н20, с 50 г МдО. Полученный катализатор содержит 48,8 мас.% NiO и51,2 мас.% МдО.Example 5. The catalyst was prepared as in example 1, the Difference is that mix 182 g of Ni (OH) 2, containing 66% H20, with 50 g MDO. The resulting catalyst contains 48.8 wt.% NiO and 51.2 wt.% MDO.
Пример 6 (сравнительный). Катализатор получают аналогично примеру 3. Отличие состоит в том, что сформованный и высушенный катализатор прокаливают приExample 6 (comparative). The catalyst was prepared analogously to example 3. The difference is that the molded and dried catalyst is calcined at
450°С 16ч (аналогично услови м обработки согласно известному способу). Полученный катализатор содержит 28 мас.% NiO и 72 мас.% МдО.450 ° C 16 h (similar to the processing conditions according to a known method). The resulting catalyst contains 28 wt.% NiO and 72 wt.% MDO.
Пример 7 (сравнительный). Катализатор получают аналогично примеру 1. Отличие состоит в том, что сформованный и высушенный катализатор прокаливают при 800°С 4 ч. Полученный катализатор содержит 11,9 мас.% NiO и 88,1 мас.% МдО.Example 7 (comparative). The catalyst was prepared analogously to example 1. The difference is that the molded and dried catalyst is calcined at 800 ° C for 4 hours. The resulting catalyst contains 11.9% by weight of NiO and 88.1% by weight of MgO.
Характеристики катализаторов приведены в таблице.Characteristics of the catalysts are given in the table.
При сопоставлении значений удельной скорости паровой конверсии метана при 650°С на предлагаемом и известном образцах , получаемых смешением гидроксидов никел и магни , видно, что по активности предлагаемый катализатор не уступает известному при этом превосходит его по механической плотности:известный - катализаторWhen comparing the values of the specific rate of methane vapor conversion at 650 ° C on the proposed and well-known samples obtained by mixing nickel and magnesium hydroxides, it is clear that the proposed catalyst is not inferior in its activity to the known one in excess of its mechanical density: known - catalyst
представл ет собой порошок, а предлагаемый - черенки d 2,6 мм, I 3,0 - 3,2 и его механическа прочность составл ет 3-11 кг/см2 по образующей.it is a powder, and the proposed one is cuttings d 2.6 mm, I 3.0–3.2 and its mechanical strength is 3–11 kg / cm2 along a generatrix.
Таким образом, предлагаемый катализатор паровой конверсии метана не уступают по активности, но превосход т известный катализатор по прочностным свойствам.Thus, the proposed catalyst for steam reforming of methane is not inferior in activity, but surpasses the known catalyst in strength properties.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904849279A SU1734820A1 (en) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | Method of obtaining catalyst for methane conversion by steam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904849279A SU1734820A1 (en) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | Method of obtaining catalyst for methane conversion by steam |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1734820A1 true SU1734820A1 (en) | 1992-05-23 |
Family
ID=21526496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU904849279A SU1734820A1 (en) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | Method of obtaining catalyst for methane conversion by steam |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1734820A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1047103C (en) * | 1994-04-05 | 1999-12-08 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | Catalyst for converting methane into synthetic gas and its process |
-
1990
- 1990-05-21 SU SU904849279A patent/SU1734820A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Baker В., Burns D., Lee С., Maru H,, Patel P. Internal reforming -for natural gas fueled molten carbonate fuel cell, Finel Report (May 1980 - June 1981). Publ. Gas Reseach Institute, USA, December, 1981. Веселов В,В., Галенко Н.П. Катализаторы конверсии углеводородов. - Киев: Науко- ва думка, 1979, с. 56 - 190. Tarjayi M., Pactsch L, Bernard R., Chezel - Ayach H. Abstracts of Fuel Cell Seminar. Tucson, USA 1985, p. 177. Giordano N., Ducati V., Meunier F. Periodik Report for the period 1.486 - 30.986, Contract № EN 3E/0068/1, Commission of the European Communities Within the frome of Non-Nuclear Energy R + D Programme. Rostrup - Nielsen 3.R. Stean Reforming Catalysts. Danish Technical Press, Copenhaghen, 1975, p. 81. Патент DE №1272275, кл. 12 d 1/54, опублик. 1969. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1047103C (en) * | 1994-04-05 | 1999-12-08 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | Catalyst for converting methane into synthetic gas and its process |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bagherzadeh et al. | Plasma-enhanced comparative hydrothermal and coprecipitation preparation of CuO/ZnO/Al2O3 nanocatalyst used in hydrogen production via methanol steam reforming | |
| KR101166943B1 (en) | Catalyst for hydrogen generation through steam reforming of hydrocarbons | |
| KR101523122B1 (en) | A porous catalytic body that decomposes hydrocarbons and a manufacturing method thereof, a method for manufacturing mixed reformed gas that comprises hydrogen from hydrocarbon, and a fuel cell system | |
| KR101319137B1 (en) | A Catalyst for Decomposing Hydrocarbons, a Method for Decomposing Hydrocarbons using the Same and a Method for Preparing Hydrogen, and an Electric Generating System | |
| Ma et al. | Combined methane dry reforming and methane partial oxidization for syngas production over high dispersion Ni based mesoporous catalyst | |
| KR101994152B1 (en) | A Reduced Carbon Poisoning Perovskite Catalyst Impregnated with Metal Ion, Preparation Method Thereof and Methane Reforming Method Threrewith | |
| JP5778309B2 (en) | Hydrogen production catalyst and hydrogen production method using the same | |
| JP2008507389A (en) | Promoted calcium-aluminate supported catalysts for synthesis gas generation | |
| CN104741131B (en) | A kind of Ni Mn Mg O/MgAl2O4The preparation method of reformation composite oxide catalysts | |
| CA2597920A1 (en) | Precious metal water-gas shift catalyst with oxide support modified with rare earth elements | |
| CA2629078C (en) | Process conditions for pt-re bimetallic water gas shift catalysts | |
| JPS61501827A (en) | Catalyst for methanol conversion and method of using the same | |
| WO2003106332A2 (en) | Suppression of methanation activity of platinum group metal water-gas shift catalysts | |
| AU5054999A (en) | Catalyst carrier carrying nickel ruthenium and lanthanum | |
| CN111644169B (en) | Metal composite modified nano zirconium oxide catalyst and preparation method and application thereof | |
| KR20180098200A (en) | Ni-based catalyst for SMR reaction coated on metal foam with improved catalyst adhesion and reaction property, and Manufacturing method and Use thereof | |
| SU1734820A1 (en) | Method of obtaining catalyst for methane conversion by steam | |
| JP4715999B2 (en) | Catalyst for water gas shift reaction and process for producing the same | |
| KR20190067146A (en) | Preparation Method of Reduced Carbon Poisoning Perovskite Catalyst Impregnated with Metal Ion, and Methane Reforming Method Threrewith | |
| JPS5870839A (en) | Catalyst for steam reforming of methanol | |
| CN102794166A (en) | Dimethyl ether (DME) steam reforming hydrogen production catalyst and preparation and application thereof | |
| JP4340892B2 (en) | Hydrocarbon cracking catalyst and method for producing the same, and method for producing hydrogen using the hydrocarbon cracking catalyst | |
| GB2295920A (en) | A molten carbonate high temperature fuel cell contains a hydrocarbon-containing fuel reforming catalyst on a support | |
| WO2015082912A1 (en) | Catalysts | |
| CN115475620B (en) | Preparation method and application of methane multiple catalyst |