SU1797993A1

SU1797993A1 - Cпocoб пoлучehия okcидa hиkeля

Info

Publication number: SU1797993A1
Application number: SU904890045A
Authority: SU
Inventors: Pavel N Voronin; Aleksej V Gershun; Pavel N Tsybulev; Lidiya G Romanovskaya; Valentin I Prikhodko; Anatolij A Nedviga; Vladimir V Belov; Vladimir D Parkhomenko; Oleg V Isaev
Original assignee: Inst Obschei I Neoorganichesko; Dn Khim T I Im F E Dzerzhinsko
Priority date: 1990-12-13
Filing date: 1990-12-13
Publication date: 1993-02-28

Description

Изобретение относится к технологии неорганических веществ, в частности к технологии катализаторов и может быть использовано для приготовления каталитических контактов на основе оксида никеля для реакций гидрирования и дегидрирования.

Цель изобретения - повышение стабильности оксида никеля и его каталитической активности в реакции гидроаминирования диэтиленгликоля.

Сущность изобретения состоит в следующем,

В водный раствор нитрата никеля добавляют водный раствор нитрата цирконила или водный раствор тетранитрата циркония, стабилизированный азотной кислотой. Сырьевой раствор диспергируют через форсунку в плазмохимический реактор, где генераторами плазмы - плазмотронами формируется поток высокотемпературного воздуха с начальной температурой 2000-4000 К. Потоки высокотемпературного воздуха и диспергированного сырьевого раствора смешиваются и в зоне синтеза при температуре 970-1370 К в потоке протекают процессы термического разложения солей и формирования оксида никеля. Далее поток охлаждают за счет смешения с холодным воздухом и на фильтре порошок оксида никеля отделяют от газа.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

389,3 г гексагидрата нитрата никеля растворяют в 600 мл воды. К раствору добавляют водный раствор нитрата цирконила (примеры 1,2, 6, 7) или тетранитрата циркония (примеры 3, 4, 5, 8, 9) до атомного соотношения никель/цирконий равного С. Полученный сырьевой раствор диспергируют форсункой в поток высокотемпературного воздуха в проточный плазмохимический реактор, где в зоне синтеза поддерживают температуру синтеза. Поток охлаждают при смешении его с холодным воздухом и на фильтре отделяют порошок оксида никеля от газа. При оценке качества порошка использованы следующие показатели: однофазность порошка, условия восстановления до степени восстановления 0.65-0.8, каталитическая активность.

1797993 А1

Однофазность определялась по результатам рентгенофазового анализа, проводимого на рентгеновском дифрактометре типа ДРОН.

Восстановление проводилось двумя способами:

1) неизотермически на дериватографе в условиях линейного нагревания со скоростью 5 град/мин в среде состава: водород .30, азот - 70 об.% . Показателем в этом случае являлась температура достижения степени восстановления 0,7;

2) изотермически в проточном реакторе для испытаний катализаторов на активность. При этом в реактор загружали гранулированный образец оксида фракцией 1-5 мм объемом 25 куб.см. Восстановление проводят смесью 50 об.% водорода и 50 об.% азота. Температура восстановления - 550 К. Степень восстановления определяют по выделению воды с контролем через каждые 30 мин. В случае, если необходимая для реакции степень восстановления не достигается на данной температуре, то температуру повышают на 20 К. Показателем тут является общее время восстановления и конечная температура восстановления. .

Каталитическую активность определяли в проточном каталитическом реакторе в реакции гидроаминирования диэтиленгликоля в присутствии аммиака и водорода при температуре 490 К, времени контакта 5-8 с, нагрузке по диэтиленгликолю 0,12-0,16 1 /ч, после 16-ти часовой разработки в реакционной газовой смеси, в процессе которой структура катализатора стремилась прийти в равновесие с реакционной средой. Показателем каталитической активности является конверсия диэтиленгликоля, выраженная в процентах.

В примере 14 (способ по прототипу) оксид никеля получают прокаливанием на воздухе при температуре 770 К в течение 3 ч гекса гидрата нитрата никеля.

Примеры получения образцов и показатели их качества сведены в таблице.

При уменьшении атомного соотношения Nt/Zr ниже 30 в системе появляется фаза свободного диоксида циркония, что свидетельствует об избыточности содержания в оксиде никеля (пример 6). При увеличении соотношения Ni/Zr свыше 650 количество циркония слишком мало, чтобы оказать существенное влияние на восстанавливаемость и активность оксида никеля (пример?). При понижении температуры в зоне формирования оксида никеля ниже 820 К не достигается необходимая степень взаимодействия оксида никеля и циркония, чтобы повлиять на качество продукта (пример 8). При увеличении температуры в зоне реакции свыше 1370 К (пример 9) не наблюдается увеличения каталитической активности, так как высокая степень термообработки вызывает, вероятно, спекание оксида никеля с цирконием с образованием неактивных структур типа тугоплавкой керамики и приводит к перерасходу энергоресурсов при синтезе. При атомном соотношении Nl/Zr 30-650 и проведении термического разложения путем диспергирования водного раствора нитратов никеля и циркония в поток высокотемпературного воздуха при температуре в зоне реакции 820-1370 К достигается высокая степень взаимодействия оксида никеля с модифицирующим его цирконием (примеры 1-5, 10-13), что приводит к затрудненной восстанавливаемости оксида никеля, а следовательно к получению более стабильных и более активных каталитических контактов в реакциях органического синтеза, в сравнениис оксидом никеля, приготовленным по способу-прототипу (пример 14).

Таким образом, предложенное техническое решение обладает перед прототипом следующими техническими преимуществами: более высокая стабильность получаемых из оксида никеля каталитических контактов, обусловленная значительным затруднением в восстановлении оксида, проявляющимся в увеличении температуры восстановления на 20-60 К и времени восстановления в 2-6 раз; более высокая каталитическая активность в реакции гидроаминирования спиртов, проявляющаяся в увеличении конверсии диэтиленгликоля в 2 раза.

Вышеописанные преимущества технического решения определяют целесообразность его использования в качестве компонента Смесевых катализаторов для процессов гидрирования, дегидрирования, гиДроаминйрования органических соединений, а также окисления и дожигания.

Claims

Формулаизобретения

Способ получения оксида никеля, включающий термическое разложение водного раствора нитрата никеля путем его диспергирования в потоке высокотемпературного воздуха с последующим отделением получаемого оксида никеля, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности оксида никеля и его каталитической активности в реакции гидроаминирования диэтиленгликоля, перед термическим разложением в водный раствор нитрата никеля дополнительно вводят раствор нитрата цир5 конила или тетранитрата циркония при атом- термическое разложение ведут при 820 ном отношении никель-цирконий 30-650, а 1370°С.

№ пп Соотношение NI/ZrC Температура синтеза, К Фазовый состав Температура достижения степени восстановления 0,7, час Время восстановления,час Конечная температура восстановления, К Каталитическая активность (Конверсия диэтилен Γη и кол я), % 1 30 1120 Оксид никеля 760 11 590 91 2 650 1270 Оксид никеля 735 5 570 85 3 200 820 Оксид никеля 740 7 570 85 4 110 1370 Оксид никеля 765 10 590 93 5 200 1020 Оксид никеля 750 10 570 84 6 25 1070 Оксид никеля, диоксид циркония 760 12 590 84 7 750 1170 Оксид никеля 715 3 550 76 8 200 770 Оксид никеля 710 4 550 66 9 110 1420 Оксид никеля 755 10 590 80 10 Прототип Оксид никеля 710 2 550 45