UA127110C2 - Каталізатор окиснювального амонолізу метану - Google Patents
Каталізатор окиснювального амонолізу метану Download PDFInfo
- Publication number
- UA127110C2 UA127110C2 UAA202005753A UAA202005753A UA127110C2 UA 127110 C2 UA127110 C2 UA 127110C2 UA A202005753 A UAA202005753 A UA A202005753A UA A202005753 A UAA202005753 A UA A202005753A UA 127110 C2 UA127110 C2 UA 127110C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- catalyst
- less
- methane
- platinum
- wire
- Prior art date
Links
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 36
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 title claims abstract description 14
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 238000005915 ammonolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 11
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims abstract description 5
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 18
- LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N hydrogen cyanide Chemical compound N#C LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 18
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- -1 platinum group metals Chemical class 0.000 description 4
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N L-methionine Chemical compound CSCC[C@H](N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009940 knitting Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229930182817 methionine Natural products 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N platinum rhodium Chemical compound [Rh].[Pt] PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
Винахід належить до галузі хімічна технологія. Каталізатор окиснювального амонолізу метану, який є пакетом сіток із багатожильного дроту, містить дві-шість дротинок з діаметром 0,02-0,08 мм, скручених між собою різноманітними способами, із сплаву з вмістом компонентів: платина - не менш ніж 50,0 мас. %, родій - не менш ніж 2,0 мас. %, паладій - не менш ніж 2,0 мас. %, рутеній - не менш ніж 1,0 мас. %, та кількість сіток в пакеті каталізатора складає від однієї до десяти. Винахід забезпечує збільшення: 1) активної поверхні каталізатора майже в 2 рази; 2) ступеня перетворення метану та аміаку в ціаністий водень більше на 10 %; 3) виходу ціаністого водню на 10-15 %.
Description
Винахід належить галузі хімічна технологія, а саме стосується таких багатотоннажних виробництв, як виробництво синильної кислоти методом окиснювального амонолізу метану, метіоніну, акрилонітрилу, гліцину та інших речовин.
Активна поверхня дроту каталізаторів є недостатньою для більшої ефективності процесів.
А вкладення дуже дорогих, гостродефіцитних металів платинової групи (платиноїдів) у цих процесах залишається великим і становить 0,22-0,33 г/т НСМ.
Як каталізатор для процесу окиснювального амонолізу метану можуть буди використані такі
Ж самі каталізатори як для процесу окиснення аміаку до оксиду нітрогену (І). Процес окиснювального амонолізу метану здійснюють на каталізаторі у вигляді сіток, що виконані з платиноїдного дроту. Каталіз відбувається саме на поверхневому шарі кожного з дротів.
Відомі платиноїдні каталізатори для окиснення аміаку та окиснювального амонолізу метану, які виконані у вигляді сіток з різною геометрією плетіння і виготовлені із різних сплавів, основою яких є метали платинової групи. Таким каталізатором є пакет платинових сіток з діаметром дроту 0,06-0,09 мм. Ці пристрої за сукупністю ознак найбільш близькі до винаходу (11.
Відомий каталізатор для окиснення аміаку (2), який являє собою сплав, який має наступний склад (мас. 95): паладій 40-90, родій і/або рутеній до 1,0, іридій до 2,0, домішки до 0,15, платина - інше.
Недоліком даного сплаву є те, що він має невелику активну поверхню дроту, яка досить нерозвинена, що призводить до низької селективності каталізатора.
Відомий |З) пакет із газопроникних сіток із благородних металів для каталітичних процесів, зокрема для каталітичного окиснення аміаку, що включає в'язані сітки із дроту, який виготовлено із сплаву на основі металів платинової групи. Отримані сітки (платиново-родієві або платино-паладієво-родієві) не мають швів та зварних вузлів, що є у тканих сітках. Однак він має деякі суттєві недоліки. При виробництві нітратної кислоти в результаті екзотермічних реакцій збільшується температура, що спричиняє виникнення великих втрат металів платинової групи у вигляді виносу з газом летких оксидів благородних металів, що при відсутності легування сплаву знижує термін роботи сіток, а також знижуються механічні властивості каталізаторного пакета.
Таким чином активна поверхня дроту знижується, а цей показник визначає швидкість реакції та селективність до НОМ, і тому її збільшення без вкладання гостродефіцитних металів платинової групи є важливим та доцільним.
В основу винаходу поставлена задача в зменшенні вкладання платиноїдів у реактор окиснювального амонолізу метану водночас із збільшенням активної поверхні каталізатора за рахунок зменшення діаметра дроту, збільшення кількості дротинок, способу скручування дротинок між собою та типу в'язання каталізатора.
Для вирішення поставленої задачі запропоновано використовувати каталізатор, який складається не менш ніж з однієї сітки і не більш ніж десять сіток в комплекті із сплаву з вмістом компонентів: платина - не менш ніж 50,0 мас. 95, родій - не менш ніж 2,0 мас. 95, паладій - не менш ніж 2,0 мас. 95, рутеній - не менш ніж 1,0 мас.95, та замість одного дроту для виготовлення сітки використовувати багатожильний дріт, який містить дві-шість дротинок, скручених між собою різноманітними способами.
Сплав для виготовлення тканого або в'язаного каталізатора окиснювального амонолізу метану виготовляють із платини або сплаву платини з іншими дорогоцінними компонентами як допоміжними компонентами. У рамках винаходу під сплавом мається на увазі сплав з вмістом компонентів: платина - від 50,0 до 90 мас. 95, родій - від 2,0 до 20,0 мас. 95, паладій від 2,0 до 20,0 мас. 95, рутеній від 1,0 до 10,0 мас. 95.
Поверхня запропонованого каталізатора для отримання ціаністого водню містить більшу кількість металів платинової групи, ніж такий самий каталізатор, що виготовлено із двох звичайних дротів, тому щільність матеріалу в каталізаторній сітці збільшується, не дивлячись на те, що сітка має так звані затемнені зони.
Ці затемнені зони відповідають перетину частини зовнішньої поверхні кожної дротинки, вони не є вільні та не можуть бути доступними для реакції окиснювального амонолізу метану.
Навпаки, доступна або каталітична зовнішня поверхня дротинок є зовнішньою поверхнею сітки, яка буде доступна для реакції окиснювального амонолізу метану.
Збільшення каталітичної активності сітки, що виготовлена тканим або в'язаним способом із скрученого дроту, забезпечує збільшення активної поверхні каталізатора порівняно із найближчим аналогом, при цьому збільшується міцність каталізатора на основі металів платинової групи.
Використання запропонованого каталізатора в реакторі окиснювального амонолізу метану є бо технічно привабливим, так як збільшується геометрична поверхня каталізатора, та він дозволяє газовій суміші більш довше бути в контакті з поверхнею скрученого дроту. Автори винаходу припускають, що це приведе до збільшення селективності каталізатора, а саме збільшення виходу ціаністого водню.
Умови роботи каталізатора для окиснювального амонолізу метану за найближчим аналогом: тиск 0,07-0,14 МПа, температура дорівнює 800-1000 "С, співвідношення аміак/метан 1,1. Умови роботи каталізатора для окиснювального амонолізу метану за винаходом: тиск 0,07-0,14 МПа, температура дорівнює 800-1000 "С, співвідношення аміак/метан 1,1. Вихід ціаністого водню за найближчим аналогом складає 6-7 95, вихід ціаністого водню за винаходом складає 7-9 9.
Якщо дротинок буде менш ніж дві, активна поверхня каталізатора залишиться без змін.
Якщо дротинок більш ніж шість, збільшиться опір газового потоку та знизиться вихід цільового продукту за рахунок малої активної поверхні каталізатора.
Дротинки діаметром 0,02-0,08 мм скручують в один дріт різними способами та виготовляють ткану або в'язану сітку, що містить метали платинової групи. Виготовлення дротинок такого діаметра та їх скручування не має будь-яких технічних труднощів і може бути здійснено на сучасному типовому обладнанні для виробництва платинових каталітичних сіток.
Таким чином, в порівнянні з найближчим аналогом, запропонований винахід має такі переваги: 1) активна поверхня каталізатора збільшується майже в 2 рази; 2) ступінь перетворення метану та аміаку в ціаністий водень більше на 10 95; 3) вихід ціаністого водню збільшується на 10-15 95.
ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ: 1. Товажнянський Л.Л., Лобойко О.Я, Гринь Г.І. Технологія зв'язаного азоту. - Харків: НТУ "ХПІ", 2007. - 536 с. 2. Патент ВО 2333794. Катализатор для окисления аммиака. Мо 2007108130/04, заявлено 05.03.2007, опубликовано 20.09.2008, Бюл. Мо 26. 3. Патент ВИ 2017520. Способ получения газопроницаємьіїх сеток из благородньїх металлов для каталитических процессов. Мо 5011029/04, заявлено 13.03.1992, опубликовано 15.08.1994.
Claims (1)
- ФОРМУЛА ВИНАХОДУЗоКаталізатор окиснювального амонолізу метану, який є пакетом сіток із дроту, який відрізняється тим, що як дріт використано багатожильний дріт, котрий містить дві-шість дротинок з діаметром 0,02-0,08 мм, скручених між собою різноманітними способами, із сплаву з вмістом компонентів: платина - не менш ніж 50,0 мас. 95, родій - не менш ніж 2,0 мас. 95, паладій - не менш ніж 2,0 мас. 95, рутеній - не менш ніж 1,0 мас. 9о, та кількість сіток в пакеті каталізатора складає від однієї до десяти.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA202005753A UA127110C2 (uk) | 2020-09-07 | 2020-09-07 | Каталізатор окиснювального амонолізу метану |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA202005753A UA127110C2 (uk) | 2020-09-07 | 2020-09-07 | Каталізатор окиснювального амонолізу метану |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA127110C2 true UA127110C2 (uk) | 2023-04-26 |
Family
ID=88790021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA202005753A UA127110C2 (uk) | 2020-09-07 | 2020-09-07 | Каталізатор окиснювального амонолізу метану |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA127110C2 (uk) |
-
2020
- 2020-09-07 UA UAA202005753A patent/UA127110C2/uk unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2298433C2 (ru) | Трехмерные каталитические сетки, сплетенные в два или более слоев | |
| US4774069A (en) | Process for the manufacture of nitric oxide | |
| KR101671542B1 (ko) | 촉매 수용 장치 | |
| CN113286655B (zh) | 用于在中压系统中催化燃烧氨以形成氮氧化物的催化剂系统和方法 | |
| US8133458B2 (en) | Reactor and the use thereof for producing cyanides | |
| US9126187B2 (en) | Catalyst | |
| JPH0564746A (ja) | 接触工程用貴金属製気体透過性ネツトの製造方法 | |
| US20230226534A1 (en) | Precious metal grid for catalyzing gas phase reactions | |
| EP3523024B1 (en) | A wire for manufacturing catalyst gauzes | |
| RU2678681C1 (ru) | Катализаторная сетка и установка для каталитического окисления аммиака | |
| UA127110C2 (uk) | Каталізатор окиснювального амонолізу метану | |
| US1978198A (en) | Process of oxidizing ammonia and catalyst therefor | |
| AU2020208734B2 (en) | Catalyst system and method for the catalytic combustion of ammonia to form nitrogen oxides in a medium-pressure system | |
| US4469666A (en) | Catalyst units for producing hydrocyanic acid | |
| RU2808516C2 (ru) | Каталитическая система, а также способ каталитического сжигания аммиака до оксидов азота в установке среднего давления | |
| GB2062486A (en) | Catalytic gauze packs | |
| AU2021217843A1 (en) | Method for generating carbon monoxide, method for producing precursor, and material for chemical looping system | |
| US2105831A (en) | Production of hydrogen cyanide | |
| RU2808515C2 (ru) | Каталитическая система, а также способ каталитического сжигания аммиака до оксидов азота в установке среднего давления | |
| TW202415447A (zh) | 用於氨氧化中之長期活動且具有包含貴金屬線的催化劑網絡之催化劑系統 | |
| WO2004047983A1 (fr) | Catalyseur a platinoides sous forme de grille en fil metallique | |
| RU2294239C1 (ru) | Платиноидный сеточный катализатор | |
| GB2037606A (en) | Laminar charge of a catalyst of precious metals for oxidation of ammonia to nitric oxide | |
| RU2094118C1 (ru) | Платиноидный катализатор | |
| IE912689A1 (en) | Improvements in or relating to self-gettering catalysts |