RU2175265C1 - Катализатор низкотемпературной конверсии оксида углерода и способ его получения - Google Patents
Катализатор низкотемпературной конверсии оксида углерода и способ его получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2175265C1 RU2175265C1 RU2000120296/04A RU2000120296A RU2175265C1 RU 2175265 C1 RU2175265 C1 RU 2175265C1 RU 2000120296/04 A RU2000120296/04 A RU 2000120296/04A RU 2000120296 A RU2000120296 A RU 2000120296A RU 2175265 C1 RU2175265 C1 RU 2175265C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compound
- catalyst
- mixture
- group
- amount
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 12
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 41
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 34
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical class [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 14
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 9
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- -1 aluminum compound Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 3
- 239000005749 Copper compound Substances 0.000 claims description 2
- 150000001880 copper compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims 3
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 claims 1
- 235000014692 zinc oxide Nutrition 0.000 abstract description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 2
- RNWHGQJWIACOKP-UHFFFAOYSA-N zinc;oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Zn+2] RNWHGQJWIACOKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 13
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 13
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 7
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L chromic acid Substances O[Cr](O)(=O)=O KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229940116318 copper carbonate Drugs 0.000 description 2
- GEZOTWYUIKXWOA-UHFFFAOYSA-L copper;carbonate Chemical compound [Cu+2].[O-]C([O-])=O GEZOTWYUIKXWOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-b]pyrazine-5,7-dione Chemical compound C1=CN=C2C(=O)OC(=O)C2=N1 AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FMRLDPWIRHBCCC-UHFFFAOYSA-L Zinc carbonate Chemical class [Zn+2].[O-]C([O-])=O FMRLDPWIRHBCCC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- SWRLHCAIEJHDDS-UHFFFAOYSA-N [Mn].[Cu].[Zn] Chemical compound [Mn].[Cu].[Zn] SWRLHCAIEJHDDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 1
- 235000004416 zinc carbonate Nutrition 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии приготовления катализаторов, используемых для химических превращений в газовой фазе, и может быть использовано для конверсии оксида углерода водяным паром. Предложенный катализатор низкотемпературной конверсии оксида углерода включает оксиды меди, цинка, модифицирующее соединение металла и оксид алюминия, содержащий, по крайней мере, одно соединение элемента, выбранного из группы К, Na, Si, Fe, Ca, Ba или их смесь в количестве 0,01 - 2,0 мас.% в пересчете на оксид, а в качестве модифицирующего соединения катализатор содержит, по крайней мере, одно соединение металла, выбранного из группы Ni, Mn, Cr, Zr, Na, Ti, Mg или их смесь, в количестве 0,1 - 15 мас.% в пересчете на оксид и катализатор имеет следующий состав, мас.%: CuO 35,0 - 61,0; ZnO 12,0 - 29,0. По крайней мере, одно соединение модифицирующего металла из группы: Ni, Mn, Cr, Zr, Na, Ti, Mg или их смесь 0,1 - 15,0. Оксид алюминия, содержащий, по крайней мере, одно соединение элемента, выбранного из группы: К, Na, Si, Fe, Ca, Ва или их смесь, в количестве 0,01 - 2,0 мас.% - остальное. Описан также способ получения катализатора для низкотемпературной конверсии оксида углерода, включающий смешение соединений меди, цинка, модифицирующего соединения металла, гидроксида алюминия с последующей сушкой, прокаливанием. В качестве гидроксида алюминия используют гидратированное соединение алюминия формулы Аl2О3 • nН2О, где 1,1 ≤ n ≤ 2, содержащее, по крайней мере, одно соединение элемента из группы К, Na, Si, Fe, Ca, Ba или их смесь в количестве 0,01 - 2 мас. % в пересчете на оксид, добавляют азотную кислоту в количестве 0,05 - 1,5 молей HNO3 на моль Аl2О3, кислотный модуль равен 0,0 - 1,5, вводят кислородсодержащие соединения меди, цинка, модифицирующего соединения металла в количестве, необходимом для получения катализатора указанного выше состава. Используемый способ получения катализатора позволяет упростить технологию его получения, причем катализатор обладает высокой механической прочностью и каталитической активностью. 2 с. и 4 з.п.ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к технологии приготовления катализаторов, используемых для химических превращений в газовой фазе, и может быть использовано для конверсии оксида углерода водяным паром.
Известен способ приготовления катализатора для конверсии оксида углерода, состоящего из оксидов цинка, хрома, меди с добавками оксида алюминия, марганца, титана и др., путем смешения суспензии соответствующих оксидов с раствором хромового ангидрида с последующей обработкой катализаторной массы известными способами (а.с. СССР N 152459, МПК B 01 J 37/04, 1962).
Недостатком катализатора является невысокая прочность.
Известен также способ приготовления катализатора для конверсии оксида углерода путем смешения при комнатной температуре аммиачно-карбонатного комплекса меди с соединением металла при pH 12-14 с последующей сушкой катализаторной массы при 110-150oC и таблетированием. В качестве соединения металла используют оксид цинка. Весовое отношение меди в аммиачно-карбонатном комплексе к оксиду цинка равно 1: 0,96. Катализатор активируют парогазовой смесью при 160-170oC (а.с. СССР N 184818, МПК B 01 J 23/72, 1965).
Известен способ получения катализатора для конверсии оксида углерода, содержащего оксиды цинка, меди, хрома, графит и модификатор - скелетную металлическую медь. Отличительным признаком изобретения является использование в качестве модификатора "скелетной" меди в указанном соотношении с другими компонентами (а.с. СССР N 733721, МПК B 01 J 37/04, 23/76, публ. 1980).
Известен катализатор для получения водорода путем паровой конверсии оксида углерода в присутствии оксидного медь-цинк-марганцевого катализатора, содержащего, мас.%: 30-65 оксида меди, 18-31 оксида цинка, 0,1-2,7 диоксида марганца, 0,08-0,8 углерода и носитель на основе оксида алюминия остальное. Процесс осуществляют при 190-400oC и давлении до 30 МПа (патент РФ N 2050975, МПК6 В 01 J 23/72, С 01 В 3/16, 1995).
Однако все катализаторы, полученные известными способами, обладают недостаточной активностью и механической прочностью.
Наиболее близким к заявляемому катализатору и способу получения катализатора является способ, включающий смешение основной углекислой меди с оксидом цинка, гидроксидом алюминия, водой, хромовой кислотой с последующей сушкой, формованием и прокаливанием катализаторной массы. В качестве исходных соединений используют водную суспензию основных карбонатов меди и цинка или оксида цинка и суспензию гидроксида алюминия и хромовой кислоты, а процесс смешения ведут в замкнутом цикле при температуре 100-120oC и соотношении твердое тело: жидкость 1: 2-1: 3 (а.с. СССР N 736433, МПК6 B 01 J 37/04, 1995).
Катализатор имеет следующий состав, мас.%:
CuO - 54
ZnO - 11
Cr2O3 - 14
Al2O3 - 19,6
Недостатком способа является недостаточно высокая прочность, сложная технология приготовления катализатора, связанная с большими трудозатратами.
CuO - 54
ZnO - 11
Cr2O3 - 14
Al2O3 - 19,6
Недостатком способа является недостаточно высокая прочность, сложная технология приготовления катализатора, связанная с большими трудозатратами.
Задачей настоящего изобретения является разработка катализатора с повышенной механической прочностью с сохранением высокой активности и способа его приготовления.
Поставленная задача решается с помощью катализатора низкотемпературной конверсии оксида углерода, включающего оксиды меди, цинка, модифицирующее соединение металла и оксид алюминия, содержащий, по крайней мере, одно соединение элемента, выбранного из группы К, Na, Si, Fe, Ca, Ba или их смесь в количестве 0,01-2,0 мас.% (в пересчете на оксид), а в качестве модифицирующего соединения катализатор содержит, по крайней мере, одно соединение металла, выбранного из группы Ni, Mn, Cr, Zr, Na, Ti, Mg (или их смесь) в количестве 0,1-15 мас.% (в пересчете на оксид) и катализатор имеет следующий состав, мас.%:
CuO - 35,0-61,0
Zn0 - 12,0-29,0
По крайней мере, одно соединение модифицирующего металла из группы: Ni, Mn, Cr, Zr, Na, Ti, Mg (или их смесь) - 0,1-15,0
Оксид алюминия, содержащий, по крайней мере, одно соединение элемента, выбранного из группы:
К, Na, Si, Fe, Ca, Ba (или их смесь) в количестве 0,01-2,0 мас.% . - Остальное
При содержании в качестве модифицирующего соединения металла хрома катализатор, предпочтительно, имеет следующий состав, мас.%:
CuO - 54,0-61,0
ZnO - 12,0-18,0
Cr2O3 - 12,0-15,0
Оксид алюминия, содержащий, по крайней мере, одно соединение элемента, выбранного из группы: К, Na, Si, Fe, Ca, Ba (или их смесь) в количестве 0,01-2,0 мас.% - Остальное
При содержании в качестве модифицирующего соединения металла марганца катализатор предпочтительно имеет следующий состав, мас.%:
CuO - 54,0-61,0
ZnO - 12,0-14,0
MnO2 - 12,0-15,0
Оксид алюминия, содержащий, по крайней мере, одно соединение элемента, выбранного из группы: К, Na, Si, Fe, Ca, Ba (или их смесь) в количестве 0,01-2,0 мас.% - Остальное
Катализатор может содержать углерод в количестве до 2,0 мас.% для увеличения активности.
CuO - 35,0-61,0
Zn0 - 12,0-29,0
По крайней мере, одно соединение модифицирующего металла из группы: Ni, Mn, Cr, Zr, Na, Ti, Mg (или их смесь) - 0,1-15,0
Оксид алюминия, содержащий, по крайней мере, одно соединение элемента, выбранного из группы:
К, Na, Si, Fe, Ca, Ba (или их смесь) в количестве 0,01-2,0 мас.% . - Остальное
При содержании в качестве модифицирующего соединения металла хрома катализатор, предпочтительно, имеет следующий состав, мас.%:
CuO - 54,0-61,0
ZnO - 12,0-18,0
Cr2O3 - 12,0-15,0
Оксид алюминия, содержащий, по крайней мере, одно соединение элемента, выбранного из группы: К, Na, Si, Fe, Ca, Ba (или их смесь) в количестве 0,01-2,0 мас.% - Остальное
При содержании в качестве модифицирующего соединения металла марганца катализатор предпочтительно имеет следующий состав, мас.%:
CuO - 54,0-61,0
ZnO - 12,0-14,0
MnO2 - 12,0-15,0
Оксид алюминия, содержащий, по крайней мере, одно соединение элемента, выбранного из группы: К, Na, Si, Fe, Ca, Ba (или их смесь) в количестве 0,01-2,0 мас.% - Остальное
Катализатор может содержать углерод в количестве до 2,0 мас.% для увеличения активности.
Поставленная задача решается также за счет способа получения катализатора для низкотемпературной конверсии оксида углерода, включающего смешение соединений меди, цинка, модифицирующего соединения металла, гидроксида алюминия с последующей сушкой, прокаливанием. В качестве гидроксида алюминия используют гидратированное соединение алюминия формулы Al2O3 • nH2O, где 1,1 ≤ n ≤ 2, содержащее, по крайней мере, одно соединение элемента из группы К, Na, Si, Fe, Ca, Ba (или их смесь) в количестве 0,01-2 мас.% (в пересчете на оксид), добавляют азотную кислоту в количестве 0,05-1,5 молей HNO3 на моль Al2O3, (кислотный модуль равен 0,05-1,5), вводят кислородсодержащие соединения меди, цинка, по крайней мере, модифицирующего соединения металла, выбранного из группы: Ni, Mn, Cr, Zr, Na, Ti, Mg (или их смесь) в количестве, необходимом для получения катализатора следующего состава, мас.%:
CuO - 35,0-61,0
ZnO - 12,0-29,0
По крайней мере, одно соединение модифицирующего металла из группы: Ni, Mn, Cr, Zr, Na, Ti, Mg или их смесь - 0,1-15,0
Оксид алюминия, содержащий, по крайней мере, одно соединение элемента, выбранного из группы: К, Na, Si, Fe, Ca, Ba (или их смесь) в количестве 0,01-2,0 мас.% - Остальное
полученную смесь перемешивают с последующим формованием путем экструзии, сушкой и прокаливанием.
CuO - 35,0-61,0
ZnO - 12,0-29,0
По крайней мере, одно соединение модифицирующего металла из группы: Ni, Mn, Cr, Zr, Na, Ti, Mg или их смесь - 0,1-15,0
Оксид алюминия, содержащий, по крайней мере, одно соединение элемента, выбранного из группы: К, Na, Si, Fe, Ca, Ba (или их смесь) в количестве 0,01-2,0 мас.% - Остальное
полученную смесь перемешивают с последующим формованием путем экструзии, сушкой и прокаливанием.
Катализатор имеет форму цилиндра, сферы, кольца.
Такая совокупность средств решения поставленной задачи позволяет получить катализатор в одну стадию с сохранением высокой каталитической активности.
Катализатор готовят следующим образом:
Для приготовления катализатора используют гидратированное соединение алюминия с брутто-формулой Al2O3 • nH2O, где 1,1 ≤ n ≤ 2,0, содержащее, по крайней мере, одно соединение элемента из группы К, Na, Si, Fe, Ca, Ba (или их смесь) в количестве 0,01-2 мас.% (в пересчете на оксид), добавляют азотную кислоту в количестве 0,05-1,5 молей HNO3 на моль Al2O3, затем добавляют активные компоненты в виде кислородсодержащих соединений меди, цинка, модифицирующие соединения металлов, перемешивают, затем формуют путем экструзии. Затем катализатор сушат, прокаливают при температуре 450-500oC и восстанавливают в токе водородсодержащего газа.
Для приготовления катализатора используют гидратированное соединение алюминия с брутто-формулой Al2O3 • nH2O, где 1,1 ≤ n ≤ 2,0, содержащее, по крайней мере, одно соединение элемента из группы К, Na, Si, Fe, Ca, Ba (или их смесь) в количестве 0,01-2 мас.% (в пересчете на оксид), добавляют азотную кислоту в количестве 0,05-1,5 молей HNO3 на моль Al2O3, затем добавляют активные компоненты в виде кислородсодержащих соединений меди, цинка, модифицирующие соединения металлов, перемешивают, затем формуют путем экструзии. Затем катализатор сушат, прокаливают при температуре 450-500oC и восстанавливают в токе водородсодержащего газа.
Состав и физико-химические свойства полученного катализатора определяют следующим образом:
- содержание Mn, Cr, Cu, Zn, К, Na, Fe, Ca, Si - рентгенофлюоресцентным методом;
- прочность на раздавливание - на приборе МП-9С.
- содержание Mn, Cr, Cu, Zn, К, Na, Fe, Ca, Si - рентгенофлюоресцентным методом;
- прочность на раздавливание - на приборе МП-9С.
Данные о способе приготовления катализатора и его составе приведены в таблице 1.
Предложенный катализатор испытывают в реакции конверсии оксида углерода. Результаты испытаний представлены в таблице 2. Активность катализатора характеризуется константой скорости реакции при температурах 180oC, 200oC, 225oC, при объемной скорости 5000 ч-1 и соотношении пар:газ - 0,7:1, объемной доле N2 - 23,1%, H2 - 55,6%, СО - 12,5%, CO2 - 9,4%.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1 (по прототипу)
В реактор 1 при постоянном перемешивании непрерывно вводят хромовую кислоту 45% концентрации в количестве 231 мл и 322 г гидроксида алюминия. Полученную суспензию (Т:Ж=1:1,5-2) при постоянном перемешивании и температуре 100-120oC выдерживают в течение 1,0-3 ч, после чего вводят в реактор синтеза катализаторной массы.
В реактор 1 при постоянном перемешивании непрерывно вводят хромовую кислоту 45% концентрации в количестве 231 мл и 322 г гидроксида алюминия. Полученную суспензию (Т:Ж=1:1,5-2) при постоянном перемешивании и температуре 100-120oC выдерживают в течение 1,0-3 ч, после чего вводят в реактор синтеза катализаторной массы.
В другом реакторе аналогичной конструкции готовят суспензию основного карбоната меди и оксида цинка в бидистилляте. В реактор заливают 1,750 л бидистиллята, загружают 750 г основного карбоната меди и 122 г оксида цинка. Полученную суспензию (Т: Ж=1:2) нагревают при постоянном перемешивании при температуре 80-90oC в течение 0,5 ч. Обе суспензии одновременно сливают из обоих реакторов через нижние штуцеры в реактор синтеза катализаторной массы.
Полученную суспензию катализаторной массы выдерживают при 120oC в течение 4 ч при постоянном перемешивании, после чего охлаждают до 40-50oC, добавляют 20 г графита, фильтруют (содержание H2CrO4 - 5-10 г/л), сушат и прокаливают при 380- 500oC. Получают катализатор химического состава: CuO -54%, ZnO - 11,0%, Cr2O3 - 14,0%, Al2O3 - 19,6%.
Пример 2
К гидроксиду алюминия, содержащему Na2O в количестве 0,03%, далее добавляют кислородсодержащие соединения Cu, Cr, Zn в количестве, необходимом для получения в составе катализатора CuO - 52%, ZnO - 9,96%, Cr2O3 - 12, добавляют азотную кислоту (кислотный модуль равен 0,75), массу перемешивают в течение 30 мин, экструдируют, сушат при температуре 110oC и прокаливают при температуре 450oC в течение 6 часов.
К гидроксиду алюминия, содержащему Na2O в количестве 0,03%, далее добавляют кислородсодержащие соединения Cu, Cr, Zn в количестве, необходимом для получения в составе катализатора CuO - 52%, ZnO - 9,96%, Cr2O3 - 12, добавляют азотную кислоту (кислотный модуль равен 0,75), массу перемешивают в течение 30 мин, экструдируют, сушат при температуре 110oC и прокаливают при температуре 450oC в течение 6 часов.
Примеры 3-9
Катализатор готовят аналогично примеру 2, только варьируют соединение дополнительного элемента в носителе, состав катализатора и кислотный модуль.
Катализатор готовят аналогично примеру 2, только варьируют соединение дополнительного элемента в носителе, состав катализатора и кислотный модуль.
Как видно из таблицы, используемый способ получения катализатора позволяет упростить технологию его получения, причем катализатор обладает высокой механической прочностью и каталитической активностью.
Claims (3)
1. Катализатор низкотемпературной конверсии оксида углерода, включающий оксиды меди, цинка, модифицирующее соединение металла и оксид алюминия, отличающийся тем, что оксид алюминия содержит, по крайней мере, одно соединение элемента, выбранного из группы K, Na, Si, Fe, Ca, Ba или их смесь в количестве 0,01 - 2,0 мас.% в пересчете на оксид, а в качестве модифицирующего соединения катализатор содержит, по крайней мере, одно соединение металла, выбранного из группы Ni, Mn, Cr, Na, Ti, Mg или их смесь, в количестве 0,1 - 15 мас.% в пересчете на оксид и катализатор имеет следующий состав, мас.%:
CuO - 35,0 - 61,0
ZnO - 12,0 - 29,0
По крайней мере, одно соединение модифицирующего металла из группы: Ni, Mn, Cr, Na, Ti, Mg или их смесь - 0,1 - 15,0
Оксид алюминия, содержащий, по крайней мере, одно соединение элемента, выбранного из группы: K, Na, Si, Fe, Ca, Ba или их смесь в количестве 0,01 - 2,0 мас.% - Остальное
2. Катализатор по п.1, отличающийся тем, что в качестве модифицирующего соединения металла катализатор содержит Cr и имеет следующий состав, мас.%:
CuO - 54,0 - 61,0
ZnO - 12,0 - 18,0
Cr2O3 - 12,0 - 15,0
Оксид алюминия, содержащий, по крайней мере, одно соединение элемента, выбранного из группы: K, Na, Si, Fe, Ca, Ba или их смесь, в количестве 0,01 - 2,0 мас.% - Остальное
3. Катализатор по п.1, отличающийся тем, что в качестве модифицирующего соединения металла катализатор содержит MnO2 и имеет следующий состав, мас. %:
CuO - 54,0 - 61,0
ZnO - 12,0 - 14,0
MnO2 - 12,0 - 15,0
Оксид алюминия, содержащий, по крайней мере, одно соединение элемента, выбранного из группы: K, Na, Si, Fe, Ca, Ba или их смесь в количестве 0,01 - 2,0 мас.% - Остальное
4. Катализатор по п.1, отличающийся тем, что содержит углерод в количестве до 2,0 мас.%.
CuO - 35,0 - 61,0
ZnO - 12,0 - 29,0
По крайней мере, одно соединение модифицирующего металла из группы: Ni, Mn, Cr, Na, Ti, Mg или их смесь - 0,1 - 15,0
Оксид алюминия, содержащий, по крайней мере, одно соединение элемента, выбранного из группы: K, Na, Si, Fe, Ca, Ba или их смесь в количестве 0,01 - 2,0 мас.% - Остальное
2. Катализатор по п.1, отличающийся тем, что в качестве модифицирующего соединения металла катализатор содержит Cr и имеет следующий состав, мас.%:
CuO - 54,0 - 61,0
ZnO - 12,0 - 18,0
Cr2O3 - 12,0 - 15,0
Оксид алюминия, содержащий, по крайней мере, одно соединение элемента, выбранного из группы: K, Na, Si, Fe, Ca, Ba или их смесь, в количестве 0,01 - 2,0 мас.% - Остальное
3. Катализатор по п.1, отличающийся тем, что в качестве модифицирующего соединения металла катализатор содержит MnO2 и имеет следующий состав, мас. %:
CuO - 54,0 - 61,0
ZnO - 12,0 - 14,0
MnO2 - 12,0 - 15,0
Оксид алюминия, содержащий, по крайней мере, одно соединение элемента, выбранного из группы: K, Na, Si, Fe, Ca, Ba или их смесь в количестве 0,01 - 2,0 мас.% - Остальное
4. Катализатор по п.1, отличающийся тем, что содержит углерод в количестве до 2,0 мас.%.
5. Способ получения катализатора для низкотемпературной конверсии оксида углерода, включающий смешение соединений меди, цинка, модифицирующего соединения металла, гидроксида алюминия с последующей сушкой, прокаливанием, отличающийся тем, что к гидратированному соединению алюминия формулы Al2O3•n H2O, где 1,1 ≤ n ≤ 2, содержащему, по крайней мере, одно соединение элемента из группы K, Na, Si, Fe, Ca, Ba или их смесь в количестве 0,01 - 2 мас.% в пересчете на оксид добавляют азотную кислоту в количестве 0,05 - 1,5 молей HNO3 на моль Al2O3, кислотный модуль равен 0,05 - 1,5, вводят кислородсодержащие соединения меди, цинка, по крайней мере, модифицирующего соединения металла, выбранного из группы Ni, Mn, Cr, Zr, Na, Ti, Mg или их смесь в количестве, необходимом для получения катализатора следующего состава в пересчете на оксид, мас.%:
CuO - 35,0 - 61,0
ZnO - 12,0 - 29,0
По крайней мере, одно соединение модифицирующего металла из группы: Ni, Mn, Cr, Zr, Na, Ti, Mg или их смесь - 0,1 - 15,0
Оксид алюминия, содержащий, по крайней мере, одно соединение элемента из группы: K, Na, Si, Fe, Ca, Ba или их смесь в количестве 0,01 - 2,0 мас.% - Остальное
полученную смесь перемешивают с последующим формованием путем экструзии, сушкой и прокаливанием.
CuO - 35,0 - 61,0
ZnO - 12,0 - 29,0
По крайней мере, одно соединение модифицирующего металла из группы: Ni, Mn, Cr, Zr, Na, Ti, Mg или их смесь - 0,1 - 15,0
Оксид алюминия, содержащий, по крайней мере, одно соединение элемента из группы: K, Na, Si, Fe, Ca, Ba или их смесь в количестве 0,01 - 2,0 мас.% - Остальное
полученную смесь перемешивают с последующим формованием путем экструзии, сушкой и прокаливанием.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что катализатор имеет форму цилиндра, сферы, кольца.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000120296/04A RU2175265C1 (ru) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | Катализатор низкотемпературной конверсии оксида углерода и способ его получения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000120296/04A RU2175265C1 (ru) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | Катализатор низкотемпературной конверсии оксида углерода и способ его получения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2175265C1 true RU2175265C1 (ru) | 2001-10-27 |
Family
ID=20238603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000120296/04A RU2175265C1 (ru) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | Катализатор низкотемпературной конверсии оксида углерода и способ его получения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2175265C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2491119C2 (ru) * | 2007-12-05 | 2013-08-27 | Басф Корпорейшн | Катализатор конверсии водяного газа низкой температуры |
| RU2554949C1 (ru) * | 2014-04-02 | 2015-07-10 | Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" | Медьцинковый катализатор для низкотемпературной конверсии оксида углерода водяным паром |
| RU2555842C1 (ru) * | 2014-04-02 | 2015-07-10 | Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" | Медьхромцинковый катализатор для гетерогенных реакций |
| CN113600207A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-11-05 | 四川蜀泰化工科技有限公司 | 一种适用于高co的宽温变换催化剂及其制备和应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2441420A1 (fr) * | 1978-11-17 | 1980-06-13 | Catalyse Soc Prod Francais | Catalyseur renfermant de l'oxyde de cuivre, de l'oxyde de zinc et une terre rare, sa preparation et son utilisation dans les reactions de conversion du monoxyde de carbone |
| EP0528305A2 (de) * | 1991-08-17 | 1993-02-24 | Hoechst Aktiengesellschaft | Kupfer-Zinkoxid-Aluminiumoxid enthaltende Katalysatoren |
| RU2050975C1 (ru) * | 1992-12-30 | 1995-12-27 | Научно-производственное объединение "Эмекат" | Способ получения водорода и способ получения катализатора для получения водорода |
-
2000
- 2000-07-28 RU RU2000120296/04A patent/RU2175265C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2441420A1 (fr) * | 1978-11-17 | 1980-06-13 | Catalyse Soc Prod Francais | Catalyseur renfermant de l'oxyde de cuivre, de l'oxyde de zinc et une terre rare, sa preparation et son utilisation dans les reactions de conversion du monoxyde de carbone |
| EP0528305A2 (de) * | 1991-08-17 | 1993-02-24 | Hoechst Aktiengesellschaft | Kupfer-Zinkoxid-Aluminiumoxid enthaltende Katalysatoren |
| RU2050975C1 (ru) * | 1992-12-30 | 1995-12-27 | Научно-производственное объединение "Эмекат" | Способ получения водорода и способ получения катализатора для получения водорода |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2491119C2 (ru) * | 2007-12-05 | 2013-08-27 | Басф Корпорейшн | Катализатор конверсии водяного газа низкой температуры |
| RU2554949C1 (ru) * | 2014-04-02 | 2015-07-10 | Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" | Медьцинковый катализатор для низкотемпературной конверсии оксида углерода водяным паром |
| RU2555842C1 (ru) * | 2014-04-02 | 2015-07-10 | Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" | Медьхромцинковый катализатор для гетерогенных реакций |
| CN113600207A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-11-05 | 四川蜀泰化工科技有限公司 | 一种适用于高co的宽温变换催化剂及其制备和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7964114B2 (en) | Iron-based water gas shift catalyst | |
| US9732010B2 (en) | Catalyst for methanation of carbon oxides, preparation method of the catalyst and process for the methanation | |
| CN101190415A (zh) | 制备用于从含二氧化碳的合成气合成二甲醚的催化剂的方法 | |
| SU1279516A3 (ru) | Катализатор дл получени метанола и высших спиртов | |
| ES2333783T3 (es) | Metodo para la produccion de isoforondiamina (ipda, 3-aminometil-3,5,5-trimetilciclohexilamina). | |
| CN104607219B (zh) | 一种丁烷氧化制顺酐的钒磷氧催化剂及其制备方法 | |
| US20070275849A1 (en) | Catalyst For Gaseous Partial Oxidation Of Propylene And Method For Preparing The Same | |
| RU2175265C1 (ru) | Катализатор низкотемпературной конверсии оксида углерода и способ его получения | |
| CN101219382A (zh) | 一种合成甲醇的铜基催化剂与制备方法 | |
| CN107552056A (zh) | 二氧化碳加氢制一氧化碳的催化剂、制备方法及其用途 | |
| JP4467675B2 (ja) | ジメチルエーテル合成触媒及び合成方法 | |
| KR100277048B1 (ko) | 수소 제조법과 그에 사용되는 촉매 | |
| JP2004313984A (ja) | ジメチルカーボネート合成触媒 | |
| JPH02280836A (ja) | ジメチルエーテル合成用触媒の製造法 | |
| JPS5998024A (ja) | 混合アルコ−ルの合成方法 | |
| CN100497177C (zh) | 一种尿素燃烧制备六铝酸盐无机材料的方法 | |
| JP3837520B2 (ja) | Ｃｏシフト反応用触媒 | |
| JPS5870839A (ja) | メタノ−ルのスチ−ムリフオ−ミング用触媒 | |
| RU2175886C2 (ru) | Катализатор синтеза метанола | |
| RU2185240C2 (ru) | Никельалюмохромовый катализатор для гидрирования органических соединений, для метанирования co и co2 и других процессов и способ его получения | |
| TWI778890B (zh) | 選擇性還原ｃｏ成ｃｏ的觸媒與方法 | |
| RU2218988C2 (ru) | Катализатор и способ получения диметилового эфира и метанола из синтез-газа | |
| KR100685658B1 (ko) | 구리 페라이트 촉매 및 이를 이용한 삼산화황 분해방법 | |
| CN116371417B (zh) | 一种用于合成3,4-二甲基吡咯的催化剂及其制备方法与应用 | |
| JPS59189937A (ja) | メタノ−ルの水蒸気改質用触媒の製造法 |