RU2432993C1 - Method to prepare catalyst for conversion of natural gas - Google Patents
Method to prepare catalyst for conversion of natural gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2432993C1 RU2432993C1 RU2010118430/04A RU2010118430A RU2432993C1 RU 2432993 C1 RU2432993 C1 RU 2432993C1 RU 2010118430/04 A RU2010118430/04 A RU 2010118430/04A RU 2010118430 A RU2010118430 A RU 2010118430A RU 2432993 C1 RU2432993 C1 RU 2432993C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- potassium hydroxide
- conversion
- catalyst
- natural gas
- drying
- Prior art date
Links
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 36
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 title claims abstract description 14
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 51
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 15
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 6
- JLDSOYXADOWAKB-UHFFFAOYSA-N aluminium nitrate Chemical class [Al+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O JLDSOYXADOWAKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 abstract description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract 1
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N nickel(ii) nitrate Chemical compound [Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 4
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Chemical class 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical class [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- DJFTXJLLHZRHKO-UHFFFAOYSA-N dipotassium oxygen(2-) hydrate Chemical compound O.[O--].[K+].[K+] DJFTXJLLHZRHKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L manganese oxide Inorganic materials [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mn+2] PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002826 nitrites Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
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
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Изобретение относится к технологии приготовления катализаторов для конверсии природного газа и может быть использовано в химической промышленности, например, для получения технического водорода.The invention relates to a technology for the preparation of catalysts for the conversion of natural gas and can be used in the chemical industry, for example, to produce industrial hydrogen.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
Известен способ приготовления катализатора для конверсии углеводородов, в частности природного газа, путем перемешивания размолотого глинозема со связующей добавкой - 20%-й азотной кислотой, формования из полученной массы гранул разнообразной конфигурации, провяливания этих гранул в токе подогретого воздуха, высушивания и прокаливания при 1400°С, охлаждения, после чего полученный носитель 3-4 раза пропитывают в растворах нитратов никеля и алюминия и сушат при 300°С, а затем прокаливают при 450-500°С [А.с. СССР №526381, В01J 35/02. Опубл. в БИ, 1976, №32]. Однако такой способ приготовления катализатора является достаточно энергоемким, а полученный катализатор характеризуется малой термостойкостью (коэффициент термостойкости равен 20-25), высоким гидравлическим сопротивлением слоя и недостаточной активностью (при 800°С количество остаточного метана в конвертированном газе составляет 0,5-0,7 об.%).A known method of preparing a catalyst for the conversion of hydrocarbons, in particular natural gas, by mixing ground alumina with a binder additive of 20% nitric acid, molding from the resulting mass of granules of various configurations, drying these granules in a stream of heated air, drying and calcining at 1400 ° C, cooling, after which the carrier obtained is impregnated 3-4 times in solutions of nickel and aluminum nitrates and dried at 300 ° C, and then calcined at 450-500 ° C [A. S. USSR No. 526381, B01J 35/02. Publ. in BI, 1976, No. 32]. However, this method of preparation of the catalyst is energy-intensive enough, and the resulting catalyst is characterized by low heat resistance (heat resistance coefficient is 20-25), high hydraulic resistance of the layer and insufficient activity (at 800 ° C the amount of residual methane in the converted gas is 0.5-0.7 about.%).
С целью повышения термостабильности и активности катализатора используют способ приготовления, при котором измельченный оксид алюминия смешивают с функциональными (доломит, нефтяной кокс) и связующими добавками (30%-й раствор азотной кислоты). Из пасты, образованной при смешении, формуют гранулы, которые провяливают и прокаливают при 1400°С [А.с. СССР №411706, В01J 37/08, В01J 37/02. Опубл. в БИ, 1984, №2], после чего полученный носитель подвергают троекратной пропитке в растворах азотнокислых солей никеля и алюминия с сушкой и прокаливанием после каждой пропитки до полного разложения нитратов. Остаточное содержание метана в процессе конверсии с водяным паром при 800°С при использовании готового катализатора (техническое название ГИАП-8) находится в пределах 0,3-0,6 об.%.In order to increase the thermal stability and activity of the catalyst, a preparation method is used in which crushed alumina is mixed with functional (dolomite, petroleum coke) and binders (30% nitric acid solution). From the paste formed by mixing, granules are formed, which are dried and calcined at 1400 ° C [A.S. USSR No. 411706, B01J 37/08, B01J 37/02. Publ. in BI, 1984, No. 2], after which the support obtained is subjected to triple impregnation in solutions of nickel and aluminum nitrate salts with drying and calcination after each impregnation until nitrates are completely decomposed. The residual methane content in the process of conversion with water vapor at 800 ° C using the finished catalyst (technical name GIAP-8) is in the range of 0.3-0.6 vol.%.
Недостатками аналога являются сложность и энергоемкость способа приготовления катализатора, поскольку прокаливание гранул проводят при повышенной температуре (1400°С), а полученный носитель необходимо пропитывать и прокаливать троекратно. Кроме того, в качестве связующей добавки используют 30%-й раствор азотной кислоты, что влечет за собой увеличение объема выбросов оксидов азота в атмосферу и снижает экологичность производства.The disadvantages of the analogue are the complexity and energy consumption of the method of preparation of the catalyst, since the calcination of the granules is carried out at an elevated temperature (1400 ° C), and the resulting carrier must be impregnated and calcined three times. In addition, a 30% solution of nitric acid is used as a binding additive, which entails an increase in the volume of emissions of nitrogen oxides in the atmosphere and reduces the environmental friendliness of production.
Наиболее близким техническим решением, т.е. прототипом, является способ приготовления катализатора для конверсии природного газа [А.с. СССР №743716, В01J 37/02, В01J 23/76, С01В 2/10. Опубл. в БИ, 1980, №24] путем перемешивания оксида алюминия со связующей добавкой - 20%-й азотной кислотой до получения однородной пасты, формования из пасты гранул, их провяливания, высушивания и прокаливания при 1400°С, двукратной пропитки полученного носителя в растворах азотнокислых солей никеля и алюминия и дополнительной его обработки 5-10%-м пропиточным раствором гидроксида калия с сушкой и прокаливанием катализаторной массы после каждой пропитки. Дополнительное использование пропиточного раствора гидроксида калия в сотни раз увеличивает скорости обратных реакций превращения углерода в газообразные продукты и уменьшает количество углеродных отложений на катализаторе (техническое название ГИАП-3), препятствуя его разрушению.The closest technical solution, i.e. the prototype is a method of preparing a catalyst for the conversion of natural gas [A.S. USSR No. 743716, В01J 37/02, В01J 23/76, СВВ 2/10. Publ. in BI, 1980, No. 24] by mixing alumina with a binder additive — 20% nitric acid to obtain a homogeneous paste, molding granules from the paste, drying them, drying and calcining at 1400 ° С, and double impregnation of the obtained carrier in nitric acid solutions salts of nickel and aluminum and its additional treatment with a 5-10% impregnating solution of potassium hydroxide with drying and calcination of the catalyst mass after each impregnation. The additional use of an impregnating solution of potassium hydroxide hundreds of times increases the rate of reverse reactions of carbon conversion to gaseous products and reduces the amount of carbon deposits on the catalyst (technical name GIAP-3), preventing its destruction.
Недостатками прототипа являются значительная энергоемкость способа приготовления катализатора, поскольку прокаливание гранул осуществляют при повышенной температуре (1400°С) и нагрев катализаторной массы до температуры 450-500°С проводят троекратно, после каждой пропитки, а также малая активность готового катализатора при температуре 500°С, отвечающей началу процесса паровой конверсии природного газа в промышленном реакторе. Кроме того, использование 20%-го раствора азотной кислоты в качестве связующей добавки для получения однородной пасты влечет за собой выбросы оксидов азота в атмосферу, что снижает экологичность производства.The disadvantages of the prototype are the significant energy consumption of the method of preparation of the catalyst, since the calcination of the granules is carried out at an elevated temperature (1400 ° C) and the catalyst mass is heated to a temperature of 450-500 ° C three times, after each impregnation, as well as the low activity of the finished catalyst at a temperature of 500 ° C corresponding to the beginning of the process of steam conversion of natural gas in an industrial reactor. In addition, the use of a 20% solution of nitric acid as a binder to obtain a homogeneous paste entails emissions of nitrogen oxides into the atmosphere, which reduces the environmental friendliness of production.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Задачей изобретения является снижение энергоемкости способа приготовления катализатора для конверсии природного газа, повышение экологичности производства и увеличение активности готового катализатора при температуре, отвечающей началу процесса паровой конверсии.The objective of the invention is to reduce the energy intensity of the method of preparation of the catalyst for the conversion of natural gas, increasing the environmental friendliness of production and increasing the activity of the finished catalyst at a temperature corresponding to the beginning of the steam conversion process.
Поставленная задача решена тем, что способ приготовления катализатора для конверсии природного газа включает обработку оксида алюминия в присутствии гидроксида калия, получение однородной пасты, формование из нее гранул, их провяливание, высушивание и прокаливание, пропитку полученного носителя в растворах азотнокислых солей никеля и алюминия с последующим высушиванием и прокаливанием, при этом осуществляют совместное измельчение и перемешивание оксида алюминия с твердым гидроксидом калия в течение 45-60 мин с последующим затворением измельченной смеси водой, прокаливание гранул перед пропиткой носителя проводят при температуре 1200-1250°С в течение 4-6 ч, а гидроксид калия используют в количестве 2-5% от массы исходного сырья.The problem is solved in that the method of preparation of the catalyst for the conversion of natural gas includes processing alumina in the presence of potassium hydroxide, obtaining a homogeneous paste, molding granules from it, drying, calcining, impregnating the obtained support in solutions of nickel and aluminum nitrate salts with subsequent drying and calcining, while performing joint grinding and mixing of alumina with solid potassium hydroxide for 45-60 minutes, followed by mixing the crushed mixture with water, the granules are calcined before the carrier is impregnated at a temperature of 1200-1250 ° C for 4-6 hours, and potassium hydroxide is used in an amount of 2-5% by weight of the feedstock.
Исходный оксид алюминия согласно изобретению представлен кристаллическим гигроскопичным порошком глинозема (ГОСТ 30558-98, марки Г-00) белого цвета; содержание основного вещества Аl2О3 - 98,3%, SiO2 - не более 0,02%, Fе2О3 - не более 0,03%, оксидов титана, ванадия, хрома и марганца (в сумме) - 0,01%, ZnO - не более 0,01%, Р2O5 - не более 0,002%, ионов щелочных металлов - не более 0,4%, потери при прокаливании - остальное.The starting alumina according to the invention is represented by crystalline hygroscopic alumina powder (GOST 30558-98, grade G-00) of white color; the content of the main substance Al 2 O 3 - 98.3%, SiO 2 - not more than 0.02%, Fe 2 O 3 - not more than 0.03%, titanium, vanadium, chromium and manganese oxides (in total) - 0, 01%, ZnO - not more than 0.01%, P 2 O 5 - not more than 0.002%, alkali metal ions - not more than 0.4%, loss on ignition - the rest.
Гидроксид калия (технический гидрат окиси калия, ГОСТ 9285-78, марки «твердый», высшего сорта) представляет собой чешуйки серого цвета с содержанием едких щелочей (в пересчете на КОН) не менее 95,0%, углекислого калия - не более 1,4%, хлоридов - не более 0,7%, сульфатов - не более 0,025%, нитратов и нитритов (в пересчете на азот) - не более 0,003%, хлорноватокислого калия - не более 0,1%, железа - не более 0,03%, кремния - не более 0,01%, натрия (в пересчете на щелочь) - не более 1,5%, кальция - не более 0,01%, алюминия - не более 0,003%.Potassium hydroxide (technical potassium oxide hydrate, GOST 9285-78, grade “solid”, premium) is a gray flake with caustic alkali content (in terms of KOH) of not less than 95.0%, potassium carbonate - not more than 1, 4%, chlorides - not more than 0.7%, sulfates - not more than 0.025%, nitrates and nitrites (in terms of nitrogen) - not more than 0.003%, potassium chloride - not more than 0.1%, iron - not more than 0, 03%, silicon - not more than 0.01%, sodium (in terms of alkali) - not more than 1.5%, calcium - not more than 0.01%, aluminum - not more than 0.003%.
Для приготовления пропиточного раствора используют нитрат никеля (никель азотнокислый, ГОСТ 4055-78, марки «ч») - бесцветные гигроскопичные кристаллы с содержанием основного вещества не менее 98%, нерастворимых в воде веществ - не более 0,005%, сульфатов - не более 0,010%, хлоридов - не более 0,003%, железа - не более 0,001%, кобальта - не более 0,020%, меди - не более 0,005%, цинка - не более 0,002%, щелочных металлов - не более 0,080%.To prepare the impregnating solution, nickel nitrate (nickel nitrate, GOST 4055-78, grade “h”) is used — colorless hygroscopic crystals with a basic substance content of at least 98%, water-insoluble substances — not more than 0.005%, sulfates — not more than 0.010% chlorides - not more than 0.003%, iron - not more than 0.001%, cobalt - not more than 0.020%, copper - not more than 0.005%, zinc - not more than 0.002%, alkali metals - not more than 0.080%.
Для приготовления пропиточного раствора используют нитрат алюминия (алюминий азотнокислый, ГОСТ 3757-75, марки «ч») - бесцветные гигроскопичные кристаллы с содержанием основного вещества не менее 97%, нерастворимых в воде веществ - не более 0,020%, сульфатов - не более 0,020%, хлоридов - не более 0,005%, железа - не более 0,010%, тяжелых металлов (свинца) - не более 0,001%.To prepare the impregnating solution, aluminum nitrate (nitric aluminum, GOST 3757-75, grade “h”) is used - colorless hygroscopic crystals with a basic substance content of at least 97%, water-insoluble substances - not more than 0.020%, sulfates - not more than 0.020% , chlorides - not more than 0.005%, iron - not more than 0.010%, heavy metals (lead) - not more than 0.001%.
СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS OF THE INVENTION
Пример 1. 100 кг глинозема и 2 кг твердого гидроксида калия совместно измельчают и смешивают в вибромельнице в течение 45 мин, после чего сухую измельченную смесь подают в смеситель, где затворяют водой, взятой в количестве 25,5 л, и перемешивают до получения однородной пластичной пасты. Из полученной пасты на шнек-прессе формуют гранулы носителя, которые провяливают 12 ч в токе подогретого (до 30°С) воздуха, сушат при температуре 130°С, прокаливают при 1200°С в течение 4 ч, затем охлаждают воздухом до 50°С и загружают в аппарат, куда подают 130 л смеси 30%-го раствора нитрата никеля и 10%-го раствора нитрата алюминия (растворы берут в объемном соотношении 1:1), выдерживают носитель в пропиточном растворе в течение 30 мин. Жидкую фазу откачивают в сборник, а через катализатор в течение 1 ч пропускают дымовые газы с температурой 120°С. Температуру повышают до 450°С, выдерживают при ней в течение 2 ч, после чего операции пропитки носителя, сушки и прокаливания катализаторной массы повторяют еще один раз с целью полного разложения нитратов. Получают готовый катализатор для конверсии природного газа.Example 1. 100 kg of alumina and 2 kg of solid potassium hydroxide are jointly crushed and mixed in a vibrating mill for 45 minutes, after which the dry crushed mixture is fed to a mixer, where it is closed with water taken in an amount of 25.5 l, and mixed until a homogeneous plastic paste. From the obtained paste, granules of the carrier are formed on the screw press, which are dried for 12 hours in a stream of heated (up to 30 ° C) air, dried at a temperature of 130 ° C, calcined at 1200 ° C for 4 hours, then cooled with air to 50 ° C and loaded into the apparatus, where 130 l of a mixture of a 30% solution of nickel nitrate and a 10% solution of aluminum nitrate are fed (the solutions are taken in a volume ratio of 1: 1), the carrier is kept in the impregnating solution for 30 minutes. The liquid phase is pumped into the collector, and flue gases with a temperature of 120 ° C are passed through the catalyst for 1 h. The temperature is increased to 450 ° C, kept at it for 2 hours, after which the operations of impregnating the carrier, drying and calcining the catalyst mass are repeated one more time in order to completely decompose the nitrates. Get the finished catalyst for the conversion of natural gas.
Пример 2. 100 кг глинозема и 5 кг твердого гидроксида калия совместно измельчают и смешивают в вибромельнице в течение 60 мин, после чего сухую измельченную смесь подают в смеситель, где затворяют водой, взятой в количестве 31,5 л, и перемешивают до получения однородной пластичной пасты. Из полученной пасты на шнек-прессе формуют гранулы носителя, которые провяливают 10 ч в токе подогретого (до 40°С) воздуха, сушат при температуре 150°С, прокаливают при 1250°С в течение 6 ч, затем охлаждают воздухом до 70°С и загружают в аппарат, куда подают 140 л смеси 30%-го раствора нитрата никеля и 10%-го раствора нитрата алюминия (растворы берут в объемном соотношении 1:1), выдерживают носитель в пропиточном растворе в течение 15 мин. Жидкую фазу откачивают в сборник, а через катализатор в течение 1 ч пропускают дымовые газы с температурой 100°С. Температуру повышают до 450°С, выдерживают при ней 2 ч, после чего операции пропитки носителя, сушки и прокаливания катализаторной массы повторяют еще один раз с целью полного разложения нитратов. Получают готовый катализатор для конверсии природного газа.Example 2. 100 kg of alumina and 5 kg of solid potassium hydroxide are jointly ground and mixed in a vibrating mill for 60 minutes, after which the dry ground mixture is fed into a mixer, where it is closed with water taken in an amount of 31.5 l, and mixed until a homogeneous plastic paste. The granules of the carrier are formed from the obtained paste on a screw press, which are sown for 10 hours in a stream of heated (up to 40 ° C) air, dried at a temperature of 150 ° C, calcined at 1250 ° C for 6 hours, then cooled with air to 70 ° C and loaded into the apparatus, where 140 l of a mixture of a 30% solution of nickel nitrate and a 10% solution of aluminum nitrate are fed (the solutions are taken in a volume ratio of 1: 1), the carrier is kept in an impregnating solution for 15 minutes. The liquid phase is pumped into the collector, and flue gases with a temperature of 100 ° C are passed through the catalyst for 1 h. The temperature is raised to 450 ° C, kept at it for 2 hours, after which the operations of impregnating the carrier, drying and calcining the catalyst mass are repeated one more time in order to completely decompose the nitrates. Get the finished catalyst for the conversion of natural gas.
Испытания активности катализаторов, приготовленных по примерам 1, 2 и по прототипу, проводили при 500°С и 800°С, объемной скорости 6000 ч-1 и соотношении пар:газ=2:1. Данные по активности готовых катализаторов представлены в таблице и выражены в объемных процентах остаточного метана в конвертированном газе.Testing the activity of the catalysts prepared according to examples 1, 2 and the prototype was carried out at 500 ° C and 800 ° C, a space velocity of 6000 h -1 and the ratio of steam: gas = 2: 1. Data on the activity of the finished catalysts are presented in the table and are expressed in volume percent residual methane in the converted gas.
Предлагаемый способ приготовления катализатора для конверсии природного газа отличается пониженной энергоемкостью. The proposed method of preparing a catalyst for the conversion of natural gas is characterized by reduced energy intensity.
так как позволяет снизить температуру прокаливания гранул с 1400°С до 1200-1250°С и сократить число пропиток носителя с трех до двух. Кроме того, на стадии получения носителя отпадает необходимость применять растворы азотной кислоты, и ввиду отсутствия выбросов оксидов азота в атмосферу достигается повышение экологичности производства.since it allows to reduce the temperature of calcination of the granules from 1400 ° C to 1200-1250 ° C and to reduce the number of impregnations of the carrier from three to two. In addition, at the stage of receiving the carrier, there is no need to use solutions of nitric acid, and in the absence of emissions of nitrogen oxides into the atmosphere, an increase in the environmental friendliness of production is achieved.
Из табличных данных видно, что использование предлагаемого изобретения обеспечивает по сравнению с прототипом повышение на 5,4-29,4% активности готового катализатора при температуре 500°С, отвечающей началу процесса паровой конверсии природного газа в промышленном реакторе.From the tabular data it is seen that the use of the invention provides, in comparison with the prototype, an increase of 5.4-29.4% in the activity of the finished catalyst at a temperature of 500 ° C, corresponding to the beginning of the process of steam conversion of natural gas in an industrial reactor.
Также установлено, что полученный катализатор не уступает известным образцам по устойчивости к зауглероживанию, активности при 800°С и термостойкости (коэффициент термостойкости ≥100).It was also found that the obtained catalyst is not inferior to the known samples in terms of resistance to carbonization, activity at 800 ° С and heat resistance (coefficient of heat resistance ≥100).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010118430/04A RU2432993C1 (en) | 2010-05-06 | 2010-05-06 | Method to prepare catalyst for conversion of natural gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010118430/04A RU2432993C1 (en) | 2010-05-06 | 2010-05-06 | Method to prepare catalyst for conversion of natural gas |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2432993C1 true RU2432993C1 (en) | 2011-11-10 |
Family
ID=44997156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010118430/04A RU2432993C1 (en) | 2010-05-06 | 2010-05-06 | Method to prepare catalyst for conversion of natural gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2432993C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU743716A1 (en) * | 1977-12-05 | 1980-06-30 | Предприятие П/Я В-2609 | Method of preparing catalyst for natural gas conversion |
| EP0741107A3 (en) * | 1995-05-03 | 1997-08-06 | Foundation For Research And Te | Catalysts for the partial oxidation of light hydrocarbons to synthesis gas |
| WO1999047257A1 (en) * | 1998-03-18 | 1999-09-23 | United Catalysts, Inc. | A steam reforming catalyst and process for production thereof |
| RU2143319C1 (en) * | 1999-04-13 | 1999-12-27 | Меньшов Владимир Никифорович | Method of preparing catalyst for hydrocarbon conversion |
-
2010
- 2010-05-06 RU RU2010118430/04A patent/RU2432993C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU743716A1 (en) * | 1977-12-05 | 1980-06-30 | Предприятие П/Я В-2609 | Method of preparing catalyst for natural gas conversion |
| EP0741107A3 (en) * | 1995-05-03 | 1997-08-06 | Foundation For Research And Te | Catalysts for the partial oxidation of light hydrocarbons to synthesis gas |
| WO1999047257A1 (en) * | 1998-03-18 | 1999-09-23 | United Catalysts, Inc. | A steam reforming catalyst and process for production thereof |
| RU2143319C1 (en) * | 1999-04-13 | 1999-12-27 | Меньшов Владимир Никифорович | Method of preparing catalyst for hydrocarbon conversion |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7666296B2 (en) | Process for the hydroconversion in a slurry of heavy hydrocarbonaceous feedstocks in the presence of a dispersed phase and an alumina-based oxide | |
| US9555398B2 (en) | Methane synthesis catalyst preparation method and catalyst precursor | |
| JP2017533169A (en) | High temperature synthesis of aluminate by flame spray pyrolysis | |
| CN103215489B (en) | Microalloy and preparation method thereof | |
| Zhang et al. | Efficient synthesis of niobium pentoxide nanowires and application in ethanolysis of furfuryl alcohol | |
| CN102784653B (en) | Catalyst for producing clean fuel oil by using coal tar and preparation method of catalyst | |
| US4253991A (en) | Fluidized-bed catalysts for production of synthetic natural gas by methanization of carbon monoxide | |
| RU2432993C1 (en) | Method to prepare catalyst for conversion of natural gas | |
| CN102688759B (en) | Catalyst for hydrogen production from methanol reforming as well as preparation method and application of catalyst | |
| US20160184805A1 (en) | Molybdenum Based Complex Oxide Catalyst, Its Preparation Method and Use | |
| CN102600826A (en) | Catalytic cracking assistant composition and catalytic cracking assistant | |
| CN109718830B (en) | Hydrocarbon oil desulfurization catalyst containing FAU structure and/or BEA structure molecular sieve and preparation method and process | |
| CN102319571B (en) | Catalyst for catalyzing hydrocracking of biomass oil and preparation method and application thereof | |
| CN113041989A (en) | Sulfur transfer agent with surface rich in alkaline sites and preparation method thereof | |
| CN114835147B (en) | Hydrotalcite microsphere with flake structure, and preparation method and application thereof | |
| CN109768277B (en) | A kind of graphene oxide modified coal pitch binder and preparation method thereof | |
| RU2432991C1 (en) | Method to prepare catalyst for conversion of hydrocarbons | |
| RU2776066C1 (en) | Method for preparation of a catalyst for processing heavy oil fractions | |
| CN116713004B (en) | A composite catalyst and its preparation and application | |
| EP3078419A1 (en) | Supported co-zn spinel catalyst for the abatement of nitrogen(i) oxide emissions especially from nitric acid plants and a method for its manufacture | |
| RU2446879C1 (en) | Catalyst for steam reforming hydrocarbons and method of producing said catalyst | |
| CN117258774B (en) | High-pressure carbonyl sulfide hydrolysis catalyst and preparation method thereof | |
| CN109718841B (en) | Hydrocarbon oil desulfurization catalyst, preparation method thereof and hydrocarbon oil desulfurization process | |
| CN119303601B (en) | Catalysts for the dehydrogenation of ethylbenzene to styrene, their preparation methods and applications | |
| CN109718839B (en) | Hydrocarbon oil desulfurization catalyst, preparation method thereof and hydrocarbon oil desulfurization process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130507 |