[go: up one dir, main page]

RU2291744C1 - Method of preparing catalyst for middle-temperature steam-mediated conversion of carbon monoxide - Google Patents

Method of preparing catalyst for middle-temperature steam-mediated conversion of carbon monoxide Download PDF

Info

Publication number
RU2291744C1
RU2291744C1 RU2005137678/04A RU2005137678A RU2291744C1 RU 2291744 C1 RU2291744 C1 RU 2291744C1 RU 2005137678/04 A RU2005137678/04 A RU 2005137678/04A RU 2005137678 A RU2005137678 A RU 2005137678A RU 2291744 C1 RU2291744 C1 RU 2291744C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron
carbon monoxide
catalyst
containing component
mechanical activation
Prior art date
Application number
RU2005137678/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Александрович Ильин (RU)
Александр Александрович Ильин
Александр Павлович Ильин (RU)
Александр Павлович Ильин
Николай Николаевич Смирнов (RU)
Николай Николаевич Смирнов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ)
Priority to RU2005137678/04A priority Critical patent/RU2291744C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2291744C1 publication Critical patent/RU2291744C1/en

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: carbon monoxide conversion catalysts.
SUBSTANCE: preparation of middle-temperature carbon monoxide conversion catalysts, which can be used in industrial production of ammonia synthesis destined nitrogen-hydrogen mixture, comprises mechanical activation of iron-containing component with calcium and copper oxides, mixing with water to form plastic mass, extrusion forming, drying, and calcination, said iron-containing component being iron metal powder and said mechanical activation of components being accomplished by passing air enriched with oxygen to 30-100%. Under these circumstances, catalyst activity rises by 19.4-23.1%.
EFFECT: increased catalyst activity, eliminated formation of waste waters and emission of toxic nitrogen oxides, and reduced (by 30%) number of process stages.
1 tbl, 3 ex

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к способу приготовления катализаторов для среднетемпературной конверсии оксида углерода, которые могут быть использованы в промышленности при получении азотоводородной смеси для синтеза аммиака.The invention relates to a method for the preparation of catalysts for medium temperature conversion of carbon monoxide, which can be used in industry to obtain a nitrogen-hydrogen mixture for the synthesis of ammonia.

Уровень техникиState of the art

Известен способ приготовления катализатора для конверсии оксида углерода, включающий смешение порошка оксида железа с раствором хромовой кислоты, экструзионное формование полученной пасты в гранулы, выдержку на воздухе, сушку и прокаливание. По этому способу смешение порошка оксида железа с хромовой кислотой осуществляют в две стадии: сначала 20-50% оксида железа измельчают в присутствии хромовой кислоты до достижения степени растворения оксида железа 5,0-11,0%, а затем полученную суспензию смешивают с остальным количеством порошка оксида железа до образования пасты влажностью 26,0-29,0% [А.с. Su 1235523 A1, B 01 J 37/04, 23/86, опубл. в Б.И. №21, 1986 г.].A known method of preparing a catalyst for the conversion of carbon monoxide, comprising mixing a powder of iron oxide with a solution of chromic acid, extruding the resulting paste into granules, holding it in air, drying and calcining. According to this method, the mixing of iron oxide powder with chromic acid is carried out in two stages: first, 20-50% of iron oxide is crushed in the presence of chromic acid to achieve a degree of dissolution of iron oxide of 5.0-11.0%, and then the resulting suspension is mixed with the rest iron oxide powder to form a paste with a moisture content of 26.0-29.0% [A.S. Su 1235523 A1, B 01 J 37/04, 23/86, publ. in B.I. No. 21, 1986].

Существенным недостатком данного способа является использование в качестве осадителя раствора карбоната аммония, что усложняет технологический процесс, вызывает нежелательное пенообразование на стадии получения карбоната железа. Полученный катализатор содержит до 0,3% соединений серы, которые в процессе эксплуатации вызывают дезактивацию низкотемпературного медьсодержащего катализатора конверсии СО.A significant disadvantage of this method is the use of a solution of ammonium carbonate as a precipitant, which complicates the process and causes undesirable foaming at the stage of obtaining iron carbonate. The resulting catalyst contains up to 0.3% sulfur compounds, which during operation cause the deactivation of the low-temperature copper-containing catalyst for the conversion of CO.

Известен способ приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром, включающий осаждение гидроксида железа из раствора нитрата железа аммиакосодержащим осадителем с последующим получением железосодержащего компонента, приготовлением бихромата меди, смешение с железосодержащим компонентом, сушку, прокаливание, формование катализаторной массы. Данный способ отличается тем, что в качестве осадителя используют аммиачно-карбонатный раствор, осадок гидроксида железа отделяют и промывают, сушат, прокаливают при температуре 380-420°С, полученный железосодержащий компонент, представляющий собой оксид железа смешивают с бихроматом меди, катализаторную массу увлажняют водой, формуют, провяливают на воздухе, сушат и прокаливают при постепенном подъеме температуры со скоростью 30-50°С [Патент RU, 2157731, B 01 J 37/04, опубл. в Б.И. №7, 2000 г.]A known method of preparing a catalyst for medium temperature conversion of carbon monoxide with water vapor, including the deposition of iron hydroxide from a solution of iron nitrate with an ammonia-containing precipitant, followed by obtaining the iron-containing component, the preparation of copper dichromate, mixing with the iron-containing component, drying, calcining, molding the catalyst mass. This method is characterized in that an ammonia-carbonate solution is used as precipitant, the precipitate of iron hydroxide is separated and washed, dried, calcined at a temperature of 380-420 ° C, the obtained iron-containing component, which is iron oxide, is mixed with copper dichromate, the catalyst mass is moistened with water , molded, dried in air, dried and calcined with a gradual increase in temperature at a speed of 30-50 ° C [Patent RU, 2157731, B 01 J 37/04, publ. in B.I. No. 7, 2000]

К недостаткам данного способа следует отнести трудоемкость и продолжительность технологического процесса приготовления, недостаточно высокую механическую прочность и активность получаемого катализатора, использование дефицитных и токсичных соединений хрома. В процессе приготовления катализатора достаточно трудоемкими, продолжительными и энергоемкими являются стадии приготовления раствора хромовой кислоты, хромата меди, сушки и прокаливания гидроксида железа.The disadvantages of this method include the complexity and duration of the cooking process, insufficiently high mechanical strength and activity of the resulting catalyst, the use of scarce and toxic chromium compounds. In the process of preparing the catalyst, the stages of preparing a solution of chromic acid, copper chromate, drying and calcining iron hydroxide are quite laborious, lengthy and energy intensive.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату, то есть прототипом, является способ приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода с водяным паром, включающий осаждение гидроксида железа аммиакосодержащим осадителем, промывку гидроксида железа горячей водой от нитрат-ионов до их остаточного содержания менее 0,5%, удаление избыточной влаги, смешение с оксидом кальция и оксидом меди при мольном соотношении компонентов Fe2O3:СаО:CuO:=1:1,0÷2,0:0,03÷0,2, механическую активацию смеси в мельнице, сушку при 100°С в течение 6 часов и прокаливание при 450°С в течение 6 часов [Патент RU №2254922, опуб. в Б.И. №18 от 27.06.05 г.].The closest to the proposed invention by technical essence and the achieved result, that is, the prototype, is a method of preparing a catalyst for medium-temperature conversion of carbon monoxide with water vapor, including the precipitation of iron hydroxide with an ammonia-containing precipitant, washing iron hydroxide with hot water from nitrate ions to their residual content less 0.5%, removal of excess moisture, the mixing with calcium oxide and copper oxide in a molar ratio of components Fe 2 O 3: CaO: CuO: = 1: 1.0 ÷ 2.0: 0.2 ÷ 0.03, the mechanical ak ivatsiyu mixture in the mill, drying at 100 ° C for 6 hours, and calcination at 450 ° C for 6 pm [Patent RU №2254922, opub. in B.I. No. 18 dated 06/27/05].

К недостаткам прототипа следует отнести недостаточно высокую активность при низких температурах, трудоемкость и многостадийность технологического процесса, значительное количество сточных вод при промывке гидроксида железа, выделение в атмосферу токсичного оксида азота при прокаливании катализатора, которые загрязняют окружающую среду.The disadvantages of the prototype include insufficiently high activity at low temperatures, the complexity and multi-stage process, a significant amount of wastewater when washing iron hydroxide, the release of toxic nitric oxide into the atmosphere during calcination of the catalyst, which pollute the environment.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей изобретения является создание способа получения катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром с более высокой каталитической активностью при сокращении количества технологических операций и общей продолжительности процесса, а также исключении образования сточных вод и вредных выбросов токсичных газов в атмосферу.The objective of the invention is to provide a method for producing a catalyst for medium temperature conversion of carbon monoxide with water vapor with higher catalytic activity while reducing the number of technological operations and the overall duration of the process, as well as eliminating the formation of wastewater and harmful emissions of toxic gases into the atmosphere.

Поставленная задача решена в предлагаемом способе приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром, включающем механическую активацию железосодержащего компонента с оксидами кальция и меди, смешение с водой до образования пластичной массы, экструзионное формование, сушку и прокаливание, при этом в качестве железосодержащего компонента используют порошок металлического железа, механическую активацию компонентов осуществляют при пропускании воздуха, обогащенного кислородом с концентрацией 30-100%. Газовая смесь может быть приготовлена любым известным способом.The problem is solved in the proposed method for the preparation of a catalyst for medium-temperature conversion of carbon monoxide with water vapor, including mechanical activation of the iron-containing component with calcium and copper oxides, mixing with water to form a plastic mass, extrusion molding, drying and calcination, while powder is used as the iron-containing component metallic iron, the mechanical activation of the components is carried out by passing air enriched with oxygen with a concentration th 30-100%. The gas mixture can be prepared by any known method.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention

Пример 1.Example 1

Для приготовления катализатора по предложенному способу используют порошок металлического железа. При получении 100 г катализатора в барабан вибрационной мельницы VM-4 загружают 50 г порошка металлического железа, 25 г оксида кальция и 3 г оксида меди и активируют в течение 60 минут при пропускании через барабан мельницы воздуха, обогащенного кислородом, содержание которого в газовой смеси составляет 50%. Затем в полученную массу добавляют 40 г воды. Массу тщательно перемешивают в течение 30 минут и формуют в гранулы, которые сушат при 100°С в течение 6 часов, а затем прокаливают при 450°С в течение 6 часов. Состав полученного катализатора Fe2O3 - 71.8; СаО - 25,1; CuO - 3,1%.To prepare the catalyst according to the proposed method, metal iron powder is used. Upon receipt of 100 g of catalyst, 50 g of metallic iron powder, 25 g of calcium oxide and 3 g of copper oxide are loaded into the drum of a VM-4 vibration mill and activated for 60 minutes by passing oxygen enriched air through the drum of the mill, the content of which in the gas mixture is fifty%. Then, 40 g of water is added to the resulting mass. The mass is thoroughly mixed for 30 minutes and formed into granules, which are dried at 100 ° C for 6 hours, and then calcined at 450 ° C for 6 hours. The composition of the obtained catalyst Fe 2 O 3 - 71.8; CaO - 25.1; CuO - 3.1%.

Пример 2.Example 2

Катализатор готовят аналогично примеру 1 с тем лишь отличием, что для приготовления катализатора через барабан вибрационной мельницы пропускают воздух, обогащенный кислородом, содержание которого в смеси составляет 30%. Состав полученного катализатора: Fe2O3 - 71,8%; CaO - 24,1%; CuO - 3,1%.The catalyst is prepared analogously to example 1 with the only difference that for the preparation of the catalyst, oxygen enriched air is passed through the drum of the vibration mill, the content of which in the mixture is 30%. The composition of the obtained catalyst: Fe 2 O 3 - 71.8%; CaO - 24.1%; CuO - 3.1%.

Пример 3.Example 3

Катализатор готовят аналогично примеру 1, с тем лишь отличием, что для приготовления катализатора через барабан мельницы пропускают 100%-ный кислород. Состав полученного катализатора: Fe2O3 - 71,8%; CaO - 25,0%; CuO - 3,2%.The catalyst is prepared analogously to example 1, with the only difference being that 100% oxygen is passed through the mill drum to prepare the catalyst. The composition of the obtained catalyst: Fe 2 O 3 - 71.8%; CaO - 25.0%; CuO - 3.2%.

Активность образцов катализатора оценивали по степени превращения СО в реакции конверсии монооксида углерода водяным паром в водород. Условия испытания: температура 320°С, соотношение пар:газ=0,6, объемная скорость газа 5000 час-1. Содержание СО на входе 12% об.The activity of the catalyst samples was evaluated by the degree of conversion of CO in the reaction of carbon monoxide conversion with steam to hydrogen. Test conditions: temperature 320 ° C, steam: gas ratio = 0.6, gas volumetric velocity 5000 h -1 . The content of CO at the input of 12% vol.

Сравнительная характеристика технических решенийComparative characteristics of technical solutions Пример № п/пExample No. p / p Активность(степень превращения СО при t=320°C), %Activity (degree of CO conversion at t = 320 ° C),% Количество технологических операцийThe number of technological operations Количество промывных вод на 1 тонну катализатора, м3The amount of wash water per 1 ton of catalyst, m 3 / t Выброс в атмосферу оксидов азота м3NOx/т. к-раEmission of nitrogen oxides into the atmosphere m 3 NO x / t. to-ra Пример 1Example 1 59,059.0 77 -- -- Пример 2Example 2 57,357.3 77 -- -- Пример 3Example 3 59,159.1 77 -- -- ПрототипPrototype 48,048.0 1010 30-5030-50 2-2,52-2.5

Из таблицы видно, что использование заявленного изобретения увеличивает активность катализатора на 19,4-23,1%, исключает образование сточных вод и выброс в атмосферу токсичных оксидов азота, при этом количество технологических операций сокращается на 30%.The table shows that the use of the claimed invention increases the activity of the catalyst by 19.4-23.1%, eliminates the formation of wastewater and the emission of toxic nitrogen oxides into the atmosphere, while the number of technological operations is reduced by 30%.

Claims (1)

Способ приготовления катализатора для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром, включающий механическую активацию железосодержащего компонента с оксидами кальция и меди, смешение с водой до образования пластичной массы, экструзионное формование, сушку и прокаливание гранул, отличающийся тем, что в качестве железосодержащего компонента используют порошок металлического железа, а механическую активацию компонентов осуществляют при пропускании воздуха, обогащенного кислородом с концентрацией 30-100%.A method of preparing a catalyst for medium-temperature conversion of carbon monoxide with water vapor, including mechanical activation of the iron-containing component with calcium and copper oxides, mixing with water to form a plastic mass, extrusion molding, drying and calcination of granules, characterized in that metal iron powder is used as the iron-containing component , and the mechanical activation of the components is carried out by passing air enriched with oxygen with a concentration of 30-100%.
RU2005137678/04A 2005-12-02 2005-12-02 Method of preparing catalyst for middle-temperature steam-mediated conversion of carbon monoxide RU2291744C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005137678/04A RU2291744C1 (en) 2005-12-02 2005-12-02 Method of preparing catalyst for middle-temperature steam-mediated conversion of carbon monoxide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005137678/04A RU2291744C1 (en) 2005-12-02 2005-12-02 Method of preparing catalyst for middle-temperature steam-mediated conversion of carbon monoxide

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2291744C1 true RU2291744C1 (en) 2007-01-20

Family

ID=37774624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005137678/04A RU2291744C1 (en) 2005-12-02 2005-12-02 Method of preparing catalyst for middle-temperature steam-mediated conversion of carbon monoxide

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2291744C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445160C1 (en) * 2011-04-05 2012-03-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Method of producing catalyst of medium-temperature conversion of carbon oxide by water steam
RU2603641C1 (en) * 2015-12-28 2016-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Method of preparing catalyst for medium-temperature conversion of carbon monoxide with steam
RU2677694C1 (en) * 2018-05-08 2019-01-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Carbon monoxide by steam medium-temperature conversion catalyst producing method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1984004699A1 (en) * 1983-05-26 1984-12-06 Azerb I Nefti Khimii Im M Aziz Catalyst for the gaseous phase oxidation of sulphurous compounds
RU2157731C1 (en) * 2000-04-11 2000-10-20 Меньшов Владимир Никифорович Method of preparing catalyst for middle-temperature steam conversion of carbon monoxide
RU2170615C1 (en) * 2000-08-24 2001-07-20 Довганюк Владимир Федорович Method of preparing catalyst for steam conversion of carbon dioxide and carbon dioxide steam conversion catalyst
RU2254922C1 (en) * 2004-01-05 2005-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ГОУВПО "ИГХТУ") Method of preparing catalyst for median-temperature carbon monoxide-water steam conversion

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1984004699A1 (en) * 1983-05-26 1984-12-06 Azerb I Nefti Khimii Im M Aziz Catalyst for the gaseous phase oxidation of sulphurous compounds
RU2157731C1 (en) * 2000-04-11 2000-10-20 Меньшов Владимир Никифорович Method of preparing catalyst for middle-temperature steam conversion of carbon monoxide
RU2170615C1 (en) * 2000-08-24 2001-07-20 Довганюк Владимир Федорович Method of preparing catalyst for steam conversion of carbon dioxide and carbon dioxide steam conversion catalyst
RU2254922C1 (en) * 2004-01-05 2005-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ГОУВПО "ИГХТУ") Method of preparing catalyst for median-temperature carbon monoxide-water steam conversion

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445160C1 (en) * 2011-04-05 2012-03-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Method of producing catalyst of medium-temperature conversion of carbon oxide by water steam
RU2603641C1 (en) * 2015-12-28 2016-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Method of preparing catalyst for medium-temperature conversion of carbon monoxide with steam
RU2677694C1 (en) * 2018-05-08 2019-01-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Carbon monoxide by steam medium-temperature conversion catalyst producing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111889101B (en) Modified composite oxide catalyst for synergistic purification of VOCs and NO and preparation method thereof
CN111905714A (en) Method for preparing spinel catalyst for VOCs catalytic combustion under assistance of low-temperature plasma
US4861745A (en) High temperature shift catalyst and process for its manufacture
CN109012144B (en) Hexaaluminate composite oxide material in H2Application of S in catalytic decomposition reaction
CN111437875B (en) Cerium-iron molecular sieve based catalyst with wide temperature range and preparation method thereof
CN113877638B (en) Preparation method for preparing denitration and dioxin removal VOCs integrated catalyst by fractional precipitation method and prepared catalyst
CN110193368B (en) Preparation method of spinel type catalytic material
PL223967B1 (en) The multi-component oxide catalyst for low temperature oxidation of methane and a method of its manufacturing
JP7527052B2 (en) Ammonia synthesis catalyst
RU2291744C1 (en) Method of preparing catalyst for middle-temperature steam-mediated conversion of carbon monoxide
JPS5852698B2 (en) Datsushi Yokubai
RU2320411C1 (en) Method of preparing catalyst for middle-temperature steam-mediated conversion of carbon monoxide
US4138368A (en) Catalyst for reducing nitrogen oxides
CN112337460A (en) Method for preparing Mn-based spinel low-temperature denitration catalyst by using complex acid solution
CN113941323A (en) Core-shell structure flake manganese dioxide-coated manganese trioxide composite material and preparation method and application thereof
RU2445160C1 (en) Method of producing catalyst of medium-temperature conversion of carbon oxide by water steam
US4036785A (en) Catalyst for reduction of nitrogen oxides in presence of ammonia
JP2017001010A (en) Ammonia decomposition catalyst and method for producing hydrogen using the catalyst
RU2254922C1 (en) Method of preparing catalyst for median-temperature carbon monoxide-water steam conversion
JPH08173809A (en) Catalyst for carbon monoxide conversion and process using same
RU2677694C1 (en) Carbon monoxide by steam medium-temperature conversion catalyst producing method
CN112774688A (en) Nano manganese-based oxide low-temperature denitration catalyst and application thereof
CN117983237A (en) Preparation method and application of a hydrotalcite-like composite functional catalyst for removing CO and NOx from flue gas at low temperature and high efficiency
CN108499558A (en) Rb ionic compartmentation OMS-2 catalyst and its preparation method and application
RU2707889C1 (en) Method of preparing catalyst for medium-temperature conversion of carbon oxide with steam

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081203