[go: up one dir, main page]

RU2213691C1 - Method of producing synthesis gas or hydrogen-enriched gas mixture from water-alcohol mixtures - Google Patents

Method of producing synthesis gas or hydrogen-enriched gas mixture from water-alcohol mixtures Download PDF

Info

Publication number
RU2213691C1
RU2213691C1 RU2002101983/12A RU2002101983A RU2213691C1 RU 2213691 C1 RU2213691 C1 RU 2213691C1 RU 2002101983/12 A RU2002101983/12 A RU 2002101983/12A RU 2002101983 A RU2002101983 A RU 2002101983A RU 2213691 C1 RU2213691 C1 RU 2213691C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
hydrogen
ethanol
layer
mixture
Prior art date
Application number
RU2002101983/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Д. Беляев
В.В. Гальвита
В.Н. Пармон
Г.Л. Семин
В.А. Семиколенов
В.А. Собянин
Original Assignee
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
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 Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН filed Critical Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
Priority to RU2002101983/12A priority Critical patent/RU2213691C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2213691C1 publication Critical patent/RU2213691C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

FIELD: alternate fuels. SUBSTANCE: invention relates to catalytic method for steam conversion of ethanol to produce synthesis gas or hydrogen-enriched gas mixture, which can find use in a variety of areas including hydrogen power engineering as fuel for fuel elements. Method is implemented in reactor with two fixed catalyst beds. First-bed catalyst contains, as active component (at least 0.05 wt %), 16- group metal (copper, silver, gold) and/or precious metal selected from platinum, palladium, ruthenium, rhodium, and iridium deposited on graphite-like carbon support. Second-bed catalyst contains VIII-group metal selected from nickel, platinum, palladium, ruthenium, rhodium, and iridium. Reaction mixture entering second catalyst bed is preliminarily supplemented with oxygen or carbon dioxide with concentration no higher than 50 vol %. EFFECT: increased efficiency of steam conversion of alcohol due to use of water-ethanol mixture containing methanol and prevented deactivation of catalyst and formation if by-products. 10 cl, 8 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к каталитическому способу осуществления реакции паровой конверсии этанола с целью получения синтез-газа или обогащенной водородом газовой смеси, которая может использоваться в различных областях промышленности, в том числе в водородной энергетике, например, в качестве топлива для топливных элементов. The invention relates to a catalytic method for carrying out a steam reforming reaction of ethanol to produce synthesis gas or a hydrogen-rich gas mixture, which can be used in various industries, including hydrogen energy, for example, as fuel for fuel cells.

Известно, что этанол является широко доступным возобновляемым сырьем, промышленные технологии производства которого хорошо разработаны - это, например, биохимическая переработка сахарного тростника, зерновых культур или древесины. Получаемый при этом биоэтанол представляет собой водный раствор, содержащий около 12 мас.% этанола. Особенно привлекательными были бы процессы, позволяющие перерабатывать биоэтанол без дистилляции. Таким процессом является паровая конверсия этанола для получения синтез-газа или обогащенных водородом газовых смесей. It is known that ethanol is a widely available renewable raw material, the industrial production technologies of which are well developed - for example, the biochemical processing of sugar cane, grain crops or wood. The resulting bioethanol is an aqueous solution containing about 12 wt.% Ethanol. Especially attractive would be the processes that allow the processing of bioethanol without distillation. Such a process is the steam reforming of ethanol to produce synthesis gas or hydrogen-rich gas mixtures.

Известно, что возможность получения водорода паровой конверсией этанола подтверждена термодинамически (K. Vasudeva, N. Mitra, P. Umasankar, D. Dhiugra, Int. J. Hydrogen Energy, Steam reforming of ethanole for hydrogen production: thermodynamic analysis, 21 (1996) 113; I. Fishtik, A. Alexander, R. Datta, D. Geana, Int. J. Energy, A thermodynamic analysis of hydrogen production by steam reforming of ethanol via response reactions 25 (2000) 31), при этом основным водородсодержащим продуктом паровой конверсии этанола при умеренных температурах является метан, тогда как при высоких температурах и больших мольных отношениях вода/этанол образуется преимущественно водородсодержащая смесь. It is known that the possibility of producing hydrogen by ethanol steam reforming is thermodynamically confirmed (K. Vasudeva, N. Mitra, P. Umasankar, D. Dhiugra, Int. J. Hydrogen Energy, Steam reforming of ethanole for hydrogen production: thermodynamic analysis, 21 (1996) 113; I. Fishtik, A. Alexander, R. Datta, D. Geana, Int. J. Energy, A thermodynamic analysis of hydrogen production by steam reforming of ethanol via response reactions 25 (2000) 31), while the main hydrogen-containing product methanol is a steam reforming of ethanol at moderate temperatures, whereas at high temperatures and large molar ratios of water / ethanol a predominantly hydrogen-containing mixture is formed.

Известен способ паровой конверсии этанола на кобальт-содержащих катализаторах с использованием оксидных и углеродных носителей (F. Haga, T. Nakajama, H. Miya, S. Mishima, Catal. Lett. Catalytic properties of supported cobalt catalysts for steam reforming of ethanol, 48 (1997) 223). Недостатком указанного способа является образование побочных продуктов, таких как метан, метанол, этилен, ацетальдегид, диэтиловый эфир. Хорошо известно также, что в присутствии этилена образование углерода на катализаторе значительно усиливается (J.R. Rosrup-Nielsen, Catalytic steam reforming, Catalysis Science and Technology, Eds. J. R. Anderson and M. Boudart, v.5, Ch.l, Springer-Verlag, Berlin, 1984). A known method for the steam conversion of ethanol on cobalt-containing catalysts using oxide and carbon carriers (F. Haga, T. Nakajama, H. Miya, S. Mishima, Catal. Lett. Catalytic properties of supported cobalt catalysts for steam reforming of ethanol, 48 (1997) 223). The disadvantage of this method is the formation of by-products, such as methane, methanol, ethylene, acetaldehyde, diethyl ether. It is also well known that, in the presence of ethylene, carbon formation on the catalyst is significantly enhanced (JR Rosrup-Nielsen, Catalytic steam reforming, Catalysis Science and Technology, Eds. JR Anderson and M. Boudart, v.5, Ch.l, Springer-Verlag, Berlin, 1984).

Известен способ получения обогащенной водородом газовой смеси паровой конверсией этанола на промотированных калием Ni- и Си-содержащих катализаторах, нанесенных на Аl2О3 (F.J. Marino, E.G. Cerrela, S. Dunalde et al., J. Hydrogen Energy, Hydrogen from steam reforming of ethanol. Characterization and performance of copper-nickel supported catalysts, 23 (1998) 1095). Основными недостатками указанного способа проведения паровой конверсии этанола в обогащенную водородом смесь являются низкая конверсия этанола, образование побочных продуктов (таких, как метан, ацетальдегид, диэтиловый эфир). Недостатком также является необходимость усложнения каталитической системы (введение калийсодержащего промотора) для уменьшения образования побочных продуктов.A known method of producing a hydrogen-rich gas mixture by steam ethanol conversion on potassium-promoted Ni- and Cu-containing catalysts supported on Al 2 O 3 (FJ Marino, EG Cerrela, S. Dunalde et al., J. Hydrogen Energy, Hydrogen from steam reforming of ethanol. Characterization and performance of copper-nickel supported catalysts, 23 (1998) 1095). The main disadvantages of this method of conducting the steam conversion of ethanol into a hydrogen-rich mixture are the low conversion of ethanol, the formation of by-products (such as methane, acetaldehyde, diethyl ether). A disadvantage is the need to complicate the catalytic system (the introduction of potassium-containing promoter) to reduce the formation of by-products.

Кроме того, известен способ, согласно которому процесс получения водорода проводят в реакторе с двумя фиксированными слоями катализатора с использованием катализатора Cu/SiO2 в первой стадии (S. Freni, N. Mondello, S. Cavallaro, G. Cacciola, V.N. Parmon, V.A. Sobyanin, React. Kinet. Catal. Lett. , Hydrogen production by steam reforming of ethanol two step process, 71 (2000) 143). На этой стадии из этанола образуется ацетальдегид, паровая конверсия которого на второй стадии на катализаторе Ni/MgO приводит к образованию обогащенной по водороду газовой смеси. Недостатком этого способа является быстрая дезактивация катализатора Cu/SiO2.In addition, a method is known in which the hydrogen production process is carried out in a reactor with two fixed catalyst beds using a Cu / SiO 2 catalyst in the first stage (S. Freni, N. Mondello, S. Cavallaro, G. Cacciola, VN Parmon, VA Sobyanin, React. Kinet. Catal. Lett., Hydrogen production by steam reforming of ethanol two step process, 71 (2000) 143). At this stage, acetaldehyde is formed from ethanol, the steam conversion of which in the second stage on the Ni / MgO catalyst leads to the formation of a hydrogen-rich gas mixture. The disadvantage of this method is the rapid deactivation of the catalyst Cu / SiO 2 .

Наиболее близким является способ (В.Д. Беляев, В.В. Гальвита. В.Н. Пармон, Г.Л. Семин, В.А. Собянин, П.Г. Цырульников. Катализатор и способ получения синтез-газа или обогащенной водородом газовой смеси из водно-спиртовых смесей, Патент РФ 2177366, 7 В 01 J 23/40, С 01 В 3/00, 27.12.2001) получения обогащенной водородом газовой смеси в реакторе с двумя фиксированными слоями катализатора, где в качестве катализатора первого слоя используют катализатор, содержащий в качестве активного компонента металл Iб группы Периодической системы (медь, серебро, золото) и/или благородный металл, выбранный из группы, состоящей из платины, палладия, рутения, родия, иридия, нанесенный на графитоподобный углеродный носитель, а в качестве катализатора второго слоя используют катализатор, содержащий металл VIII группы Периодической системы, выбранный из группы, состоящей из никеля, платины, палладия, рутения, родия, иридия, например, используют известные промышленные никельсодержащие катализаторы конверсии метана ГИАП-16 (Справочник азотчика // Под ред. Мельникова Е.Я. М.: Химия, 1986. 512 с.). Недостатками этого способа являются наличие побочного продукта (метана), а также достаточно высокое содержание в продуктах оксида углерода, который является ядом для низкотемпературных топливных элементов. Это не позволяет использовать полученную газовую смесь для питания низкотемпературных топливных элементов без значительных затрат на снижение концентрации оксида углерода. The closest is the method (VD Belyaev, VV Galvita. VN Parmon, GL Semin, VA Sobyanin, PG Tsyrulnikov. The catalyst and method for producing synthesis gas or enriched hydrogen gas mixture from water-alcohol mixtures, RF Patent 2177366, 7 V 01 J 23/40, C 01 B 3/00, 12/27/2001) obtaining a hydrogen-rich gas mixture in a reactor with two fixed catalyst beds, where, as a catalyst, the first the layer using a catalyst containing as an active component a metal of group I of the Periodic system (copper, silver, gold) and / or a hydrogen metal selected from the group consisting of platinum, palladium, ruthenium, rhodium, iridium supported on a graphite-like carbon support, and a catalyst containing a metal of group VIII of the Periodic system selected from the group consisting of nickel, platinum is used as a second layer catalyst , palladium, ruthenium, rhodium, iridium, for example, use the well-known industrial nickel-containing catalysts for the conversion of methane GIAP-16 (Reference Nitrogen // Ed. Melnikova E.Ya. M .: Chemistry, 1986. 512 p.). The disadvantages of this method are the presence of a by-product (methane), as well as a rather high content of carbon monoxide in the products, which is a poison for low-temperature fuel cells. This does not allow the use of the resulting gas mixture to power low-temperature fuel cells without significant costs to reduce the concentration of carbon monoxide.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности процесса паровой конверсии спирта с целью получения обогащенной по водороду газовой смеси путем предотвращения дезактивации катализаторов и уменьшения образования побочных продуктов. The problem to which the present invention is directed, is to increase the efficiency of the process of steam conversion of alcohol in order to obtain a hydrogen-enriched gas mixture by preventing catalyst deactivation and reducing the formation of by-products.

Поставленная задача решается способом получения синтез-газа или обогащенной водородом газовой смеси паровой конверсией спиртов в реакторе с двумя фиксированными слоями катализатора, причем в реакционную смесь, поступающую на второй слой катализатора, предварительно вводят кислород или двуокись углерода в концентрации не выше 50 об.%. The problem is solved by the method of producing synthesis gas or a hydrogen-enriched gas mixture by steam reforming of alcohols in a reactor with two fixed catalyst beds, and oxygen or carbon dioxide at a concentration of not higher than 50 vol% are preliminarily introduced into the reaction mixture.

В качестве спирта используют этанол или метанол-этанольную смесь в виде водно-спиртовой смеси, имеющей концентрацию спирта от 1 до 50 об.%. Процесс в первом слое осуществляют при температуре не ниже 200oС, во втором слое - не ниже 500oС. Реакцию осуществляют при давлении не ниже 0.1 атм.As the alcohol, ethanol or a methanol-ethanol mixture is used in the form of a water-alcohol mixture having an alcohol concentration of from 1 to 50 vol.%. The process in the first layer is carried out at a temperature not lower than 200 o С, in the second layer - not lower than 500 o С.

В зависимости от применяемого в первом слое катализатора процесс паровой конверсии может осуществляться двумя способами. Depending on what is used in the first catalyst bed, the steam conversion process can be carried out in two ways.

(1) Этанол или водно-этанольная смесь на первом слое катализатора (катализаторы: платина, палладий, рутений, родий, иридий) превращается в смесь газов СО, СН4 и Н2 по реакции
С2Н5ОН=СН4+СО+Н2, (1)
которая затем на втором слое катализаторе превращается в синтез-газ или обогащенную водородом газовую смесь по реакциям:
СН4 + 2Н2О=СО2+4Н2; (2)
Н2+CO2=CO+H2O (3)
При введении после первого слоя в реакционную смесь кислорода наряду с реакциями (2) и (3) протекает реакция (4):
СН4 + 0.5О2=СО+2Н2. (4)
(2) Этанол или водно-этанольная смесь на первом слое катализатора (катализаторы: медь, серебро, золото) превращается в ацетальдегид и водород по реакции
C2H5OH=CH3CHO+H2 (5)
и затем на втором слое катализатора смесь ацетальдегида и водорода превращается в синтез-газ или обогащенную водородом газовую смесь по реакциям
CH3CHO+3H2O=2CO2+5H2 (6)
H2+CO2=CO+H2O. (7)
При введении после первого слоя в реакционную смесь кислорода наряду с реакциями (6) и (7) протекает реакция (8)
CH3CHO+0.5O2=2CO+2H2. (8)
Реакцию паровой конверсии этанола проводят в проточном реакторе с двумя фиксированными слоями катализатора. Реактор представлял собой кварцевую трубку с внутренним диаметром 8 мм. Слои состояли из 0.5-1 г катализатора, смешанного с 5 г инертного материала SiC. Объемная скорость варьируется в интервале 1000-100000 час-1, температура первого слоя - 200-450oС, температура второго слоя 650-800oС. Реакция протекает в интервале давлений 1-10 атм. Реакционная газовая смесь имеет состав от 1 до 50 об.% С2Н5ОН в Н2О. Все представленные данные получены после работы катализаторов в течение 25 часов.
(1) Ethanol or a water-ethanol mixture on the first catalyst bed (catalysts: platinum, palladium, ruthenium, rhodium, iridium) is converted into a mixture of CO, CH 4 and H 2 gases by reaction
C 2 H 5 OH = CH 4 + CO + H 2 , (1)
which then on the second catalyst bed is converted into synthesis gas or a hydrogen-rich gas mixture according to the reactions:
CH 4 + 2H 2 O = CO 2 + 4H 2 ; (2)
H 2 + CO 2 = CO + H 2 O (3)
When oxygen is introduced after the first layer into the reaction mixture, along with reactions (2) and (3), reaction (4) proceeds:
CH 4 + 0.5O 2 = CO + 2H 2 . (4)
(2) Ethanol or a water-ethanol mixture on the first catalyst bed (catalysts: copper, silver, gold) is converted to acetaldehyde and hydrogen by reaction
C 2 H 5 OH = CH 3 CHO + H 2 (5)
and then on the second catalyst bed the mixture of acetaldehyde and hydrogen is converted to synthesis gas or a hydrogen-rich gas mixture by reactions
CH 3 CHO + 3H 2 O = 2CO 2 + 5H 2 (6)
H 2 + CO 2 = CO + H 2 O. (7)
When oxygen is introduced after the first layer into the reaction mixture, along with reactions (6) and (7), reaction (8) proceeds
CH 3 CHO + 0.5O 2 = 2CO + 2H 2 . (8)
The ethanol steam reforming reaction is carried out in a flow reactor with two fixed catalyst beds. The reactor was a quartz tube with an inner diameter of 8 mm. The layers consisted of 0.5-1 g of catalyst mixed with 5 g of inert SiC material. The space velocity varies in the range of 1000-100000 h -1 , the temperature of the first layer is 200-450 o С, the temperature of the second layer is 650-800 o С. The reaction proceeds in the pressure range 1-10 atm. The reaction gas mixture has a composition of from 1 to 50 vol.% C 2 H 5 OH in H 2 O. All the data presented are obtained after the catalysts have been running for 25 hours.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами. The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Example 1

Паровую конверсию этанола в обогащенную водородом смесь проводят при атмосферном давлении в проточном реакторе с двумя фиксированными слоями катализатора. Процесс в первом слое осуществляют на катализаторе 1 мас.% Pd/C при температуре 330oС, объемной скорости 2200 ч-1 и атмосферном давлении. Реакционная смесь состоит из 11.2 об.% С2Н5ОН+88,8 об.% Н2О. После первого слоя в газовую смесь вводится 3 об.% О2. Второй слой содержит промышленный катализатор ГИАП-16 в количестве 1 г. Полученные результаты приведены в таблице 1. Данные из прототипа приведены в таблице 1а.The vapor conversion of ethanol into a hydrogen-rich mixture is carried out at atmospheric pressure in a flow reactor with two fixed catalyst beds. The process in the first layer is carried out on a catalyst of 1 wt.% Pd / C at a temperature of 330 o C, a space velocity of 2200 h -1 and atmospheric pressure. The reaction mixture consists of 11.2 vol.% C 2 H 5 OH + 88.8 vol.% H 2 O. After the first layer, 3 vol.% O 2 is introduced into the gas mixture. The second layer contains the industrial catalyst GIAP-16 in an amount of 1 g. The results obtained are shown in table 1. The data from the prototype are shown in table 1a.

Пример 2. Example 2

Паровую конверсию этанола в обогащенную водородом смесь проводят при атмосферном давлении в проточном реакторе с двумя фиксированными слоями катализатора. Первый слой содержит катализатор 15 мас.% Сu/С, и процесс на нем осуществляют при температуре 340oС, объемной скорости 100000 ч-1 и атмосферном давлении. Реакционная смесь состоит из 15.3 об.% C2H5OH+84.7 об.% H2O. После первого слоя в газовую смесь вводится 3.5 об.% О2. Второй слой содержит промышленный катализатор ГИАП-16 в количестве 1 г. Полученные результаты приведены в таблице 2. данные из прототипа приведены в таблице 2а.The vapor conversion of ethanol into a hydrogen-rich mixture is carried out at atmospheric pressure in a flow reactor with two fixed catalyst beds. The first layer contains a catalyst of 15 wt.% Cu / C, and the process on it is carried out at a temperature of 340 o C, a space velocity of 100,000 h -1 and atmospheric pressure. The reaction mixture consists of 15.3 vol.% C 2 H 5 OH + 84.7 vol.% H 2 O. After the first layer, 3.5 vol.% O 2 is introduced into the gas mixture. The second layer contains the industrial catalyst GIAP-16 in an amount of 1 g. The results obtained are shown in table 2. The data from the prototype are shown in table 2a.

Пример 3. Example 3

Паровую конверсию этанол-метанольной смеси в обогащенную водородом смесь проводят при атмосферном давлении в проточном реакторе с двумя фиксированными слоями катализатора. Реакционная газовая смесь состоит из 10 об.% С2Н5OН+10 об. % СН2ОН+80 об.% Н2О. Первый слой содержит катализатор 1 мас.% Pd/C, и на нем осуществляют процесс паровой конверсии при температуре 330oС и объемной скорости подачи смеси 2200 ч-1. После первого слоя в газовую смесь вводится 3.5 об.% О2. Второй слой содержит промышленный катализатор ГИАП-16 в количестве 1 г. Полученные результаты приведены в таблице 3. Данные из прототипа приведены в таблице 3а.The vapor conversion of the ethanol-methanol mixture into a hydrogen-enriched mixture is carried out at atmospheric pressure in a flow reactor with two fixed catalyst beds. The reaction gas mixture consists of 10 vol.% C 2 H 5 OH + 10 vol. % CH 2 OH + 80 vol.% H 2 O. The first layer contains a catalyst of 1 wt.% Pd / C, and the process of steam conversion is carried out at a temperature of 330 o C and a volumetric flow rate of the mixture of 2200 h -1 . After the first layer, 3.5 vol.% O 2 is introduced into the gas mixture. The second layer contains the industrial catalyst GIAP-16 in an amount of 1 g. The results are shown in table 3. The data from the prototype are shown in table 3a.

Пример 4. Example 4

Паровую конверсию этанола в обогащенную водородом смесь проводят при атмосферном давлении в проточном реакторе с двумя фиксированными слоями катализатора. Процесс в первом слое осуществляют на катализаторе 1 мас.% Pd/C при температуре 330oС, объемной скорости 2200 ч-1 и атмосферном давлении. Реакционная смесь состоит из 10 об.% C2H5OH+90 об.% Н2О. После первого слоя в реакционную смесь вводится 4 об.% О2. Второй слой содержит промышленный катализатор ГИАП-16 в количестве 1 г. Полученные результаты приведены в таблице 4.The vapor conversion of ethanol into a hydrogen-rich mixture is carried out at atmospheric pressure in a flow reactor with two fixed catalyst beds. The process in the first layer is carried out on a catalyst of 1 wt.% Pd / C at a temperature of 330 o C, a space velocity of 2200 h -1 and atmospheric pressure. The reaction mixture consists of 10 vol.% C 2 H 5 OH + 90 vol.% H 2 O. After the first layer, 4 vol.% O 2 is introduced into the reaction mixture. The second layer contains the industrial catalyst GIAP-16 in an amount of 1 g. The results obtained are shown in table 4.

Пример 5. Example 5

Паровую конверсию этанола в обогащенную водородом смесь проводят при атмосферном давлении в проточном реакторе с двумя фиксированными слоями катализатора. Процесс в первом слое осуществляют на катализаторе 1 мас.% Pd/C при температуре 330oС, объемной скорости 2400 ч-1 и атмосферном давлении. Реакционная смесь состоит из 11.2 об.% С2Н5OН+88.8 об.% H2O. После первого слоя в реакционную смесь вводится 3 об.% СО2. Второй слой содержит промышленный катализатор ГИАП-16 в количестве 1 г. Полученные результаты приведены в таблице 5.The vapor conversion of ethanol into a hydrogen-rich mixture is carried out at atmospheric pressure in a flow reactor with two fixed catalyst beds. The process in the first layer is carried out on a catalyst of 1 wt.% Pd / C at a temperature of 330 o C, a space velocity of 2400 h -1 and atmospheric pressure. The reaction mixture consists of 11.2 vol.% C 2 H 5 OH + 88.8 vol.% H 2 O. After the first layer, 3 vol.% CO 2 is introduced into the reaction mixture. The second layer contains the industrial catalyst GIAP-16 in an amount of 1 g. The results obtained are shown in table 5.

Приведенные примеры демонстрируют высокую активность, селективность и стабильность работы предлагаемых катализаторов в процессе конверсии водно-спиртовых смесей в обогащенную водородом газовую смесь. The above examples demonstrate the high activity, selectivity and stability of the proposed catalysts during the conversion of water-alcohol mixtures into a hydrogen-enriched gas mixture.

Предлагаемый способ переработки этанола, в том числе и биоэтанола, в обогащенную водородом газовую смесь позволяет использовать водноспиртовые смеси без их дистилляции, что имеет важное технологическое значение. Катализаторы имеют широкую возможность варьирования их химического состава. Предлагаемый способ позволяет снизить образование побочных продуктов, а также продуктов, являющихся ядами для низкотемпературных топливных элементов. The proposed method of processing ethanol, including bioethanol, into a hydrogen-enriched gas mixture allows the use of water-alcohol mixtures without distillation, which is of great technological importance. Catalysts have a wide possibility of varying their chemical composition. The proposed method allows to reduce the formation of by-products, as well as products that are poisons for low-temperature fuel cells.

Claims (10)

1. Способ получения синтез-газа или обогащенной водородом газовой смеси паровой конверсией спиртов в реакторе с двумя фиксированными слоями катализатора, в качестве катализатора первого слоя используют катализатор, содержащий в качестве активного компонента металл Iб группы Периодической системы и/или благородный металл, нанесенный на графитоподобный углеродный носитель, а в качестве катализатора второго слоя используют катализатор, содержащий металл VIII группы Периодической системы, отличающийся тем, что в реакционную смесь, поступающую на второй слой катализатора, предварительно вводят кислород или двуокись углерода с концентрацией не выше 50 об.%. 1. A method for producing synthesis gas or a hydrogen-rich gas mixture by steam reforming of alcohols in a reactor with two fixed catalyst beds, a catalyst containing a metal of group I of the Periodic table and / or a noble metal deposited on a graphite-like metal as the active component is used as the first component catalyst carbon carrier, and as a catalyst for the second layer, a catalyst containing a metal of group VIII of the Periodic system is used, characterized in that the reaction mixture a second conductive layer of the catalyst, previously introduced oxygen or carbon dioxide in a concentration not exceeding 50 vol.%. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что катализатор первого слоя содержит металл, выбранный из группы, состоящей из меди, серебра, золота. 2. The method according to claim 1, characterized in that the catalyst of the first layer contains a metal selected from the group consisting of copper, silver, gold. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что катализатор первого слоя содержит металл, выбранный из группы, состоящей из платины, палладия, рутения, родия, иридия. 3. The method according to claim 1, characterized in that the catalyst of the first layer contains a metal selected from the group consisting of platinum, palladium, ruthenium, rhodium, iridium. 4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что катализатор первого слоя содержит активный компонент в количестве не менее 0,05 мас.%. 4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the catalyst of the first layer contains the active component in an amount of not less than 0.05 wt.%. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что катализатор второго слоя содержит металл, выбранный из группы, состоящей из никеля, платины, палладия, рутения, родия, иридия. 5. The method according to claim 1, characterized in that the second layer of the catalyst contains a metal selected from the group consisting of nickel, platinum, palladium, ruthenium, rhodium, iridium. 6. Способ по пп.1-5, отличающийся тем, что в качестве спирта используют этанол или метанол-этанольную смесь. 6. The method according to claims 1-5, characterized in that ethanol or a methanol-ethanol mixture is used as the alcohol. 7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что процесс в первом слое осуществляют при температуре не ниже 200oС.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the process in the first layer is carried out at a temperature not lower than 200 o C. 8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что процесс во втором слое осуществляют при температуре не ниже 500oС.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the process in the second layer is carried out at a temperature not lower than 500 o C. 9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что реакцию осуществляют при давлении не ниже 0,1 атм. 9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the reaction is carried out at a pressure of not lower than 0.1 atm. 10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что спирт используют в виде водно-спиртовой смеси, имеющей концентрацию от 1 до 50 об.%. 10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the alcohol is used in the form of a water-alcohol mixture having a concentration of from 1 to 50 vol.%.
RU2002101983/12A 2002-01-21 2002-01-21 Method of producing synthesis gas or hydrogen-enriched gas mixture from water-alcohol mixtures RU2213691C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002101983/12A RU2213691C1 (en) 2002-01-21 2002-01-21 Method of producing synthesis gas or hydrogen-enriched gas mixture from water-alcohol mixtures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002101983/12A RU2213691C1 (en) 2002-01-21 2002-01-21 Method of producing synthesis gas or hydrogen-enriched gas mixture from water-alcohol mixtures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2213691C1 true RU2213691C1 (en) 2003-10-10

Family

ID=31988737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002101983/12A RU2213691C1 (en) 2002-01-21 2002-01-21 Method of producing synthesis gas or hydrogen-enriched gas mixture from water-alcohol mixtures

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2213691C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2393108C2 (en) * 2004-07-09 2010-06-27 Асетэкс (Кипр) Лимитед Preparation of synthetic gas for synthesis of acetic acid via partial oxidation of methanol material
RU2443764C1 (en) * 2010-07-05 2012-02-27 Учреждение Российской Академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН (ИК СО РАН) Operating method of device for preparation of associated petroleum gases to be used in power plants
RU2496578C1 (en) * 2012-09-05 2013-10-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский национальный исследовательский университет" (НГУ) Catalyst for thermochemical heat recuperation in hybrid power installation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3278452A (en) * 1959-12-24 1966-10-11 Pullman Inc Production of hydrogen-containing gases
EP0242199A1 (en) * 1986-04-15 1987-10-21 The British Petroleum Company p.l.c. Process and apparatus for the production of synthesis gas
DE3922446A1 (en) * 1988-07-07 1990-01-11 Mitsubishi Gas Chemical Co METHOD AND REACTOR FOR REFORMING HYDROCARBON (DE)
RU2177366C1 (en) * 2000-12-09 2001-12-27 Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН Catalyst and method for production of synthesis gas or carbon-enriched mixture from water-alcohol mixtures

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3278452A (en) * 1959-12-24 1966-10-11 Pullman Inc Production of hydrogen-containing gases
EP0242199A1 (en) * 1986-04-15 1987-10-21 The British Petroleum Company p.l.c. Process and apparatus for the production of synthesis gas
DE3922446A1 (en) * 1988-07-07 1990-01-11 Mitsubishi Gas Chemical Co METHOD AND REACTOR FOR REFORMING HYDROCARBON (DE)
RU2177366C1 (en) * 2000-12-09 2001-12-27 Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН Catalyst and method for production of synthesis gas or carbon-enriched mixture from water-alcohol mixtures

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2393108C2 (en) * 2004-07-09 2010-06-27 Асетэкс (Кипр) Лимитед Preparation of synthetic gas for synthesis of acetic acid via partial oxidation of methanol material
RU2443764C1 (en) * 2010-07-05 2012-02-27 Учреждение Российской Академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН (ИК СО РАН) Operating method of device for preparation of associated petroleum gases to be used in power plants
RU2496578C1 (en) * 2012-09-05 2013-10-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский национальный исследовательский университет" (НГУ) Catalyst for thermochemical heat recuperation in hybrid power installation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Choudhary et al. CO-free fuel processing for fuel cell applications
Freni et al. Hydrogen production by steam reforming of ethanol: a two step process
Iwasa et al. Methanol synthesis from CO2 under atmospheric pressure over supported Pd catalysts
JP3499257B2 (en) Catalytic partial oxidation of hydrocarbons
US7150866B2 (en) Catalyst for autothermal reforming of hydrocarbons with increased water gas shift activity
US20040198845A1 (en) Selective removal of oxygen from syngas
RU2248931C2 (en) Method for production of gas enriched with hydrogen and/or carbon oxide
US6911193B2 (en) Integration of mixed catalysts to maximize syngas production
US9611187B2 (en) Method of carrying out a chemical equilibrium reaction using a permselective membrane
Igarashi et al. Low-temperature steam reforming of n-butane over Rh and Ru catalysts supported on ZrO2
RU2250873C2 (en) Method of catalytic preliminary reforming of hydrocarbon raw materials containing higher hydrocarbons
EP1714941B1 (en) Process for reforming hydrocarbons with carbon dioxide by the use of a selectively permeable membrane reactor
RU2213691C1 (en) Method of producing synthesis gas or hydrogen-enriched gas mixture from water-alcohol mixtures
RU2177366C1 (en) Catalyst and method for production of synthesis gas or carbon-enriched mixture from water-alcohol mixtures
Nishimoto et al. Partial oxidation of methane to synthesis gas over Ru-loaded Y2O3 catalyst
JPH05208801A (en) Method for producing synthesis gas from methane-containing gas and carbon dioxide-containing gas
RU2211081C1 (en) Method of treating hydrogen-containing gas mixture to remove carbon monoxide
US8877674B2 (en) Selective CO methanation catalysis
JP2006521990A (en) Method for producing a hydrogen-rich stream
KR20230072594A (en) A method for preparing a catalyst for steam refomring methane gas containing sulfur and a method for producing hydrogen using a catalyst prepared thereby
Goula et al. Hydrogen production over a commercial Pd/Al2O3 catalyst for fuel cell utilization
Wokaun et al. Metal/zirconia catalysts for the synthesis of methanol: characterization by vibrational spectroscopy
RU2784334C1 (en) Catalyst for producing synthesis gas production and method for producing synthesis gas using said catalyst
Lachowska Steam reforming of methanol over Cu/Zn/Zr/Ga catalyst: effect of the reduction conditions on the catalytic performance
US20040220052A1 (en) Water gas shift reaction catalysts

Legal Events

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

Effective date: 20140122