Способ выделения водорода

(19) (И)Ш С 01 В 3/ ВРЕТЕ ТЕЛЬСТВ ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ ОПИСАНИЕ Н АВТОРСКОМУ СВ(71) Институт нефтехимического син-теза им. А.В.Топчиева и Государственный научно-исследовательскийинститут химии и технологии элементоорганических соединений(56) Авторское свидетельство СССРУ 1000390, кл. С 01 В 3/56, 1981.Патент США В 3148031,кл. 23"210, опублик. 1962.Патент США В 3232026,кл. 55-16, опублик. 196 1Байчток Ю.К., Соколинский Ю.АСеменов В.П. Производство азотныхудобрений - В кн.: Труды ГИАП,вып. 55, 1979, с. 119-128.(54) (57) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ВОДОРОДАиз аэотоводородных смесей путемпропускания через мембраны из сплава палладия при повьвпенных темпера, туре и давлении, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью увеличения скорости выделения водорода,аэотоводородную смесь пропускаютчерез мембрану из сплава палладия,содержащего 2-10 мас.Х рутения приоЭтемпературе 300-600 С и давлении10-70 атм,1197998 40 ВИИИПИ Зыеь 45/2 Т Тиры 441 ПоИииеиое Филиал ШП атеит , г.уиторол, ул.Проектиаа, 4 Изобретение относится к технологии вьщеления водорода, а именнок способам вьщеления водорода изазотоводородных смесей диффузиейчерез палладиевые мембраны.Цель изобретения - увеличениескорости вьщеления водорода из азоьговодородных смесей путем диффузиичерез мембрану из сплавапалладия,П р и м е р 1. В .аппарат впаивают трубку из сплава палладия сб .мас.% рутения длиной 3 м., диаметром 1 мм и толщиуюй стенки 100 мкм.Отделение водорода проводят из смесей, содержащих 96, 93, 75, 5015водорода, и из электролитическоговодорода при 300 С и давлениио25 атм, Коэффициент скорости выделения водорода (водородопроницаемость)составляет 5 у 2 мр 5 УОх; 4 р 7 Х; 1 Х 20и 6,3 10 см с- атмсоответствен-о,зно. Скорость выделения водорода из50%-й смеси почти равна скоростидля электролитического водорода.П р и и е р 2. Вьщеление водорода проводят в том же аппарате ина тех же газовых смесях, что и впримере 1, при 300 С и давлениио50 атм. Коэффициент скорости вьщеления водорода для 96, 93, 75 смесиводорода с азотом равен 5,7 х; 6,2 хи 7,0. 10 соответственно, т.е. скорость выделения возрастает по мереразбавления смеси. Для выделенияводорода из электролитического водо2 -Т - .о П 35рода эта величина 7,2 "10 см с, атмП р и м е р 3, Вьщеление водородапроводят аналогично примеру 2, нопри давлении 60 атм и 400 С. Коэффи циент скорости вьщеления водородадля смесей, содержащих 96, 93, 85и 75% водорода, равен соответственно 5,9, 6,1 , б,б, 6,910 4 смс атмп 1".е.возрастает по мере разбавления смеси,П р и м е р 4В крышку впаиваюттрубку из сплава палладия с 10 мас. рутения толщиной стенки 100 мкм,Подают смеси водорода с азотом.снаружи при 500 С и давлении 10 атм. Для.смесей содержащих 96, 93, 85, 75 и5050 водорода, коэффициент скоростипереноса водорода равен 4,бе , 4,74 0 3 р 02 УЗ 10 соответственно, а для электролитического водорода 5,3 10. см 2 "сатмВ этих55. условиях вьщеление водорода, в основ- . нома падает по мере разбавления смеси водородом, но из газовой смеси, содержащей 7 азота, скорость выделения вьпдеь чем для смеси с 4 . азота.П р и м е р 5. Вьщеление водорода проводят по примеру 1, но при давлении 70 атм и 400 С из смеси с 50 водорода и электролитического водорода. Для 50 -й смеси коэффициент скорости вьщеления водорода 7,9 10 , а для электролитического водорода 6,4 10 смс ,атм , т.е.-4 2 1 .0,5 из бедной смеси скорость выделения на 20% выше, чем из чистого водорода.П р и м е р Ь. Вьщеление водорода проводят по примеру 5, при давлении 70 атм и 300 С. Для 50%-й смеоси водорода с азотом коэффициент скорости вьделения водорода 8, 5 ь 10 а для электролитического водорода 7,9 10 смП с атм 5. Скорость вы 4 -1 -0,5г деления водорода из смеси на 8% выше.П р и м е р 7. В аппарат впаивают трубку из сплава палладия с 2 мас,рутения толщиной стенки 100 мкм. Вьщеление водорода проводят при 600 С и давлении 20 атм. Для смесей, содержащих 96, 93, 85 и 75% водорода коэффициент скорости выделения водорода равен 5,861; 63 , бб10 см-сатм и возрастает по мере разбавления. смеси азотом.В результате эксперимента установлено, что ниже давления 10 атм процесс проводить невыгодно, так как в этой области зависимость скорости от состава смеси становится обычной (известной)р .т,е, по мере разбавления азотом скорость вьщеления падает, Поэтому нижний предел давления ограничен 10 атм.Ниже 300 С также исчезает эффект ускорения переноса водорода по мере разбавления смеси азотом.Верхние пределы температуры и давления ограничены возможностями имеющейся аппаратуры.Сплавы палладия с рутением, содержащие менее 2 мас. , рутения, неустойчивы в атмосфере водорода и быстро разрушается и, кроме того, эффект по мере снижения содержания рутения падаетСплавы, содержащие более 10% рутения, нетехнологичны и плохо, пропускают водород.