RU2087190C1 - Катализатор для конверсии метанола в синтез-газ - Google Patents
Катализатор для конверсии метанола в синтез-газ Download PDFInfo
- Publication number
- RU2087190C1 RU2087190C1 RU95118488A RU95118488A RU2087190C1 RU 2087190 C1 RU2087190 C1 RU 2087190C1 RU 95118488 A RU95118488 A RU 95118488A RU 95118488 A RU95118488 A RU 95118488A RU 2087190 C1 RU2087190 C1 RU 2087190C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- synthesis
- gas
- catalysts
- nickel
- Prior art date
Links
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 33
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 21
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- -1 hydride compound Chemical class 0.000 claims 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 abstract description 7
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 abstract description 3
- 229910017811 LaNi3 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000006053 organic reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 7
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 2
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Изобретение относится к катализаторам интерметаллического типа, а также к их использованию для конверсии метанола до смеси газов, состоящей из водорода и оксида углерода - синтез-газ. Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка катализатора, обладающего повышенными эксплуатационными характеристиками за счет нового качественного и количественного состава. Техническим эффектом в результате реализации изобретения является получение высокой каталитической активности в конверсии метанола. Выход синтез-газа достигает 98% при 98%-ной селективности с образованием незначительного количества метана в качестве побочного продукта. Сущность изобретения состоит в том, что в катализатор для конверсии метанола в синтез-газ, содержащий никель, дополнительно введен гидрид интерметаллического соединения формулы LaNi3Co2-xCrxHn, где 0,1<x<0,9, a n>0. 1 табл.
Description
Изобретение относится к катализаторам интерметаллического типа, а также к их использованию для конверсии метанола до смеси газов, состоящей из водорода и оксида углерода cинтез-газ.
Синтез-газ может быть использован как источник водорода в двигателях внутреннего сгорания, в стационарных установках и в топливных элементах для производства электроэнергии, что позволяет решить экологические проблемы с выхлопными газами и продуктами переработки теплоэлектростанций.
Известен катализатор, представляющий собой активный никель, химически связанный с поверхностью высокопористого аморфного силикагеля при степени покрытия поверхности никелем 25 -50% от монослоя (см. пат. Великобритании N 2117366, кл. C 01 G 53/00, 1983).
Никель может быть заменен кобальтом или железом. При 400oC и объемной скорости подачи жидкого метанола 1 ч-1 выход синтез-газа составляет 95% при сохранении активности катализатора в течение 12 ч.
Однако при использовании этих катализаторов происходит неполная конверсия метанола и образуются побочные продукты. Кроме того, для их производства необходимы установки, создающие повышенные температуры и пониженное давление.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка катализатора, обладающего повышенными эксплуатационными характеристиками за счет нового качественного и количественного состава.
Техническим эффектом в результате реализации изобретения является получение высокой каталитической активности в конверсии метанола. Выход синтез-газа достигает 98% при 98%-ной селективности с образованием незначительного количества метана в качестве побочного продукта.
Сущность изобретения состоит в том, что в катализатор для конверсии метанола в синтез-газ, содержащий никель, дополнительно введен гидрид интерметаллического соединения формулы LaNi3Co2-xCrxHn, где 0,1<x<0,99, a n>0.
Испытания катализаторов проводили как в лабораторных условиях на испытательном стенде, так и в реальных условиях. При испытаниях измеряли температуру реакции, скорость подачи паров метанола, скорость реакции и степень конверсии метанола. Отходящие газы периодически анализировали хроматографическим методом на содержание водорода, оксида и диоксида, метана и воды.
Пример 1. Интерметаллид состава LaNi3Co1,5Cr0,5 и его гидрид LaNi3Co1,5Cr0,5H3 получают по следующей методике.
Навески металлического лантана в количестве 11,321 г, никеля в количестве 14,35 г, кобальта в количестве 7,18 г и хрома в количестве 2,23 г сплавляют в дуговой печи с нерасходуемым вольфрамовым электродом на медном водоохлаждаемом полу в атмосфере очищенного гелия при давлении 4•103 Па. После сплавления интерметаллическое соединение измельчают в порошок в атмосфере аргона с размером зерен менее 0,5 мм.
Навеску в 35,0 г полученного соединения помещают в стальной реактор для гидрирования, вакуумируют до давления 0,1 Па в течение одного часа, подают в ректор водород до давления 5 МПа и выдерживают 5 ч при комнатной температуре до прекращения поглощения водорода. В процессе гидрирования интерметаллическое соединение измельчается в порошок с размерами частиц 30 50 мм.
Пример 2. Интерметаллид состава LaNi3Co1,1Cr0,9 и его гидрид LaNi3Co1,1Cr0,9H3 получают аналогичным образом сплавлением 22,5 г металлического лантана, 28,52 г никеля, 18,14 г кобальта и 0,84 хрома. Полученное соединение измельчают в порошок с размером частиц 0,5 мм в атмосфере аргона.
Гидрид интерметаллического соединения получают обработкой водородом под давлением. Навеску в 52,5 г полученного соединения помещают в стальной реактор для гидрирования, вакуумируют до остаточного давления 0,1 -0,2 Па в течение 0,5 1 ч, подают в реактор водород до давления 5 МПа и выдерживают 6 ч при комнатной температуре до прекращения поглощения водорода. Получают гидрид интерметаллида с размером частиц 40 50 мкм.
Следующей стадией получения катализатора является компактирование интерметаллического соединения со связующим, в качестве которого используют порошкообразный никель.
Для этого 30 г порошка интерметаллида в форме гидрида, полученного в примере 1, смешивают в атмосфере аргона с 15 г порошкообразного никеля, полученного разложением карбонила никеля, просеивают через сито, затем гомогенезируют смесь в течение 4 ч во вращающемся барабане. Далее прессуют таблетки диаметром 12 мм и толщиной 5 мм под давлением 130 кг/см2 и выдерживают их в среде аргона при 500oC в течение 1,5 ч. Полученный катализатор имеет состав: гидрид интерметаллида 66 мас. никель 34 мас.
Свойства исследованных катализаторов приведены в таблице, из которой видно, что увеличение содержания интерметаллида до 80% приводит к снижению пористости зерна катализатора, несмотря на увеличение давления прессования до 180 кг/см3 и температуры термообработки. Лучшими свойствами обладают катализаторы с содержанием интерметаллида 66% однако его каталитическая активность невысокая. Поэтому рекомендуются следующие условия формирования катализаторов давление прессования 160 180 кг/см2 и температура обработки 540 590oC. Испытание катализаторов на каталитическую активность проводят в проточном реакторе (диаметр трубки 12 мм, объем катализатора 6 см2) при атмосферном давлении в интервале 260 -380oC.
Хромотографический анализ продуктов реакции, проведенной в оптимальных условиях, показал отсутствие альдегидов и эфиров. Газообразные продукты реакции состоят из водорода, моноксида углерода и небольшого количества метана. Степень конверсии в оптимальных условиях составила 90 99% при селективности 99% Активность катализаторов не снижалась во время реакции в течение 90 ч, свойства заметно не ухудшаются при использовании технического метанола, содержащего воду.
Claims (1)
- Катализатор для конверсии метанола в синтез-газ, содержащий никель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гидрид интерметаллического соединения формулы
LaNi3Co2 - xCrxHn,
где 0,1 < х <0,9;
n > 0.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95118488A RU2087190C1 (ru) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | Катализатор для конверсии метанола в синтез-газ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95118488A RU2087190C1 (ru) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | Катализатор для конверсии метанола в синтез-газ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2087190C1 true RU2087190C1 (ru) | 1997-08-20 |
| RU95118488A RU95118488A (ru) | 1997-08-20 |
Family
ID=20173319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95118488A RU2087190C1 (ru) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | Катализатор для конверсии метанола в синтез-газ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2087190C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2316850C2 (ru) * | 2002-10-21 | 2008-02-10 | Идеа Лаб С.Р.Л. | Не содержащие платину электрокаталитические материалы |
-
1995
- 1995-10-30 RU RU95118488A patent/RU2087190C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент Великобритании N 2117366, кл. C 01 G 53/00, 1983. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2316850C2 (ru) * | 2002-10-21 | 2008-02-10 | Идеа Лаб С.Р.Л. | Не содержащие платину электрокаталитические материалы |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| McKee | Interaction of hydrogen and carbon monoxide on platinum group metals | |
| Choudhary et al. | CO-free fuel processing for fuel cell applications | |
| Choudhary et al. | Low temperature oxidative conversion of methane to syngas over NiO-CaO catalyst | |
| Chin et al. | Steam reforming of methanol over highly active Pd/ZnO catalyst | |
| Sun et al. | H2 from steam reforming of ethanol at low temperature over Ni/Y2O3, Ni/La2O3 and Ni/Al2O3 catalysts for fuel-cell application | |
| Fierro et al. | Oxidative reforming of biomass derived ethanol for hydrogen production in fuel cell applications | |
| EP0950017B1 (en) | One step conversion of methanol to hydrogen and carbon dioxide | |
| Lebarbier et al. | Synthesis of methanol and dimethyl ether from syngas over Pd/ZnO/Al 2 O 3 catalysts | |
| JPH09502414A (ja) | メタンから水素／一酸化炭素混合物または水素を製造する方法 | |
| CN114014271A (zh) | 一种甲烷干重整的催化方法 | |
| Chin et al. | Hydrogen production via the catalytic cracking of ethane over Ni/SiO2 catalysts | |
| RU2087190C1 (ru) | Катализатор для конверсии метанола в синтез-газ | |
| Rodrigues et al. | Nickel–alumina washcoating on monoliths for the partial oxidation of ethanol to hydrogen production | |
| Tian et al. | The study of coke resistance of Ni/ZrO2 by core-shell structure coupling with cobalt doping modification in CO2 reforming of tar | |
| Marinoiu et al. | Carbon dioxide conversion to methane over supported nickel base catalysts | |
| JPS6045939B2 (ja) | 水素及び一酸化炭素製造のためのメタノ−ル分解用触媒 | |
| GB2622722A (en) | Cu-Al-Ni-Co-based catalyst, and preparation method thereof and use thereof | |
| Matsui et al. | Reactivity of carbon species formed on supported noble metal catalysts in methane conversion reactions | |
| US7459000B2 (en) | Low temperature reforming process for production of hydrogen from methanol | |
| KR102271431B1 (ko) | 바이오매스의 액상 개질용 불균일계 합금 촉매, 그 제조방법, 및 이를 이용하는 고순도 수소 생산 방법 | |
| JPS6082137A (ja) | メタノ−ル改質用触媒 | |
| Yan et al. | The formation of a lithium–iridium complex hydride toward ammonia synthesis | |
| Ando et al. | Methanation of carbon dioxide over LaNi4X-type intermetallic compounds as catalyst precursor | |
| Andreev et al. | Ethanol steam reforming over Co/ZnO and Rh/Al2O3 catalysts in a microchannel catalytic reactor | |
| RU2087189C1 (ru) | Способ получения катализатора для превращения метанола в смесь водорода и оксида углерода |