Катализатор для гидрирования оксидов углерода до метана

.К.Байкуленко о ССС 1980 1981 госудАРственнцй номитет сссРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМ,Ф СВ(71) Новочеркасский заводких продуктов(54) (57) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ГИДРИРОВАНИЯ ОКСИДОВ УГЛЕРОДА ДО МЕТАНА, содержащий кобальт, оксид цинка на носителе --оксиде алюминия, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения активности катализатора, он дополнительно содержит оксиды бора и вольфрама при следующем содержании компонентов, мас,7:Кобальт 24,0-29,9 Оксид цинка 0,24-0,60 Оксид бора 0,01-0,03 Оксид вольфрама 0,70-2,24 -Оксид алюминия ОстальноеИзобретение относится к катализаторам гидрирования оксидов углерода до метана и может быть использовано для очистки проиьппленных газов или повышения теплотворной способности горючих газов,Цель изобретения - повьппение активности катализатора эа счет дополнительного содержания модифицирующих компонентов.П р и м е р 1. Гранулы промьпплен" ного образца-А 10дробят, фракцию 2-5 мм отмывают (2,5-3)"кратным объоемом воды нри 95-100 С и периодически перемешивают в течение 1 ч. После сливания воды гранулы сушат при 100 л120"С в течение 20 ч, а затем прокаливают при 250 С 1 ч.Для приготовления пропиточного раствора берут 100 мл раствора азотно-кислого кобальта, содержащего 220 г/л Со, и 3 мл раствора солей вольфрама бора и цинка, содержащего 0,55 г ЫО, 0,01 г В Оз и 0,22 г ЕпО.Носитель заливают 1,5-кратным объемам пропиточного раствора выдерживают при 50-60 С в течение 1 ч, пеориодически помешивая, затем раствор сливают, а катализатор сушат при 100- 120 С, в течение 15 ч и прокаливаютопри 270 С в течение 2 ч. Скорость разогрева 50-60 С/ч. Операции пропитки, сушки и прокалки повторяют дваждыо Состав прокаленного катализатора,иас.%; СО 24,0В,О, 0,01О, 0,71ЕпО 0,24-А 10 а ОстальноеВосстановление. катализатора производят чистым водородом при 435 Св в течение 3 ч при объемной скорости 3000 ч , Число восстановления 51,2,Активность катализатора проверяют в метанаторе - трубчатом реакторе из нержавеющей стали внутренним,циаиетрои 18 мм и длиной 500 мм, Обьем загрузки катализатора 20 мм. Для проверки активности используют продувочные газы производства метанола состава, %: СО 0,4-0,8; СО 4,5-7,5; Н 65-70; СН18-22; Ы 5-10.При давлении 10,0 ИПа расход газа 300 нл/ч, что соответствует объемной скорости 15000 ч , полная пе 225615 3реработка оксидов углерода достигается при 200 С.По данным гаэохроматографическогоанализа в газе после метанатора оксиды отсутствуютр новых продуктовне обнаружено, жидкая фаза представляет собой воду с микропримесямикислородсодержащих органических продуктов (к,г. = 0,10-0,22; 2 Ом =1 О = 08-2,0; карб. ч. = 0,7-1,6),П р и м е р 2, Приготовление ката 3лиэатора аналогично описанному в примере 1, но берут 100 мл раствораСо(301) с содержанием Со 240 г/л15 и 6 мл раствора солей вольфрама, бора и цинка, содержащего 1,20 г. ИО,0,02 г В Оэ и 0,48 г ЕпО. Получаюткатализатор состава мас.%:Со 27,052 О ВОз 0,021,40ЕпО 0,54-А 10 э ОстальноеКатализатор обеспечивает 100%-нуюЗ конверсию оксидов при 197 С, Составпродуктов реализации такой же, какв примере 1.П р и м е р 3, Катализатор последовательной пропиткой -А 10 з раствоЗО ром азотно-кислого кобальта (100 млс содержанием Со 240 г/л), а затемраствором промоторов (100 Мл), содержащим 180 г НО, 0,03 г ВдО и0,48 г ЕпО.После каждой пропитки производятсушку и грокалку аналогично примеру 1.Все операции повторяют дважды. Получают катализатор состава, мас,%:СО 27,204 О 0,03ЫОэ 2,07ЕпО 0,54-А 1 О. ОстальноеоВосстановление ведут при 435 Св течение 3 ч, число восстановления 60,3.При испытаниях, описанных в примере 1, катализатор обеспечивает,полную переработку оксидов при 193 С.5 О П р и м е р 4. Катализатор готовят аналогично описанному в примере1, но берут 100 мл раствора Со(ИО)с содержанием Со 250 г/л и 9 мл раствора солей вольфрама, бора и цинка,55 содержащего 1,88 Юз, 0,024 г ВОпи 0,49 г ЕпО.Получают катализатор состава,мас,%, 3 1Со 29,900,03ю 2,242 пО 0,60-А 1 О2ОстальноеВосстановление проводят при 440 фС, число восстановления 50,1.В условиях, аналогичных описанным в примере 1, катализатор обеспечивает 1007.-ную переработку оксидов при 194 С.П р и м е р 5. Катализатор аналогичен описанному в примере 2Испытания катализатора проводят йа установке, содержащей два последовательно соединенных реактораметанатора; первый - с радиальной подачей газа (объем катализатора 8 л), второй - трубчатый с осевой подачей газа (объем катализатора 9 л). Предусмотрена подача газа во второй метанатор, минуя первый, и в случае необходимости охлаждение второго реактора исходным газом.Восстановление катализатора проводят в специальном аппарате. Разогрев исходной газовой смеси перед подачей в метанатор осуществляют в подогревателе водяным паром под давлением 1,8 ИПа.Условия испытания: давление 6,0- 10,0 МПа, объемная скорость газа 15000 ч- . Реакция начиается при температуре на входе в первый реактор 180 С.Соотношение потоков газа поддерживают таким образом, чтобы температура на выходе из первого реактора была не выше 300-310 С, на выходе из второго реактора 325-350 С. Конверсия оксидов углерода 100%. Гидрирование оксидов и разогрев газов необходимы в данном случае для подготовки их к последующему диффузионному выделению водорода на палладиевых мембранах, осуществляемому при давлении 10,0 МПа и температуре 350-400 С.П р и м е р 6. Катализатор готовят аналогично описанному в примере 1, но берут 100 мл раствора Со(ХО), содержащего 240 г/л Со, и 3 мл раствора солей вольфрама, бора и цинка,225615 4содержащего О 55 г ЫО 3, 0,01 г Входи 0,22 г ЕпО. Получают катализаторсостава, мас,3:Со 27,10В О 0,010,70ЕпО 0,27-А 105 ОстальноеоВосстановление ведут при 435 Св течение 3 ч, Число восстановлениякатализатора 58,3. Испытания прово"дят в условиях, аналогичных описанным в примере 1,Катализатор обеспечивает полнуюпереработку оксидов углерода при 193 фС.П р и м е р 7. Для приготовлениякатализатора берут 100 мг раствораСо(ИО 1), содержащего 250 г/л Со,и 3 мл раствора солей вольфрама бора и цинка, содержащего 0,55 г НО,0,001 г В Оэ и 0,22 г ЕпО. Пропиткуведут при 80 С. Получают катализаторсостава, мас.7Со 29,8025 В,О 0,010,73ЕпО 0,30-А 10 эОстальноеВосстановление ведут при 430 С втечение 3 ч. Число восстановления 54,6.В условиях, аналогичных описаннымв примере 1, катализатор обеспечивает попную переработку оксидов при198 С.П р и м е р 8. Катализатор гото 35вят аналогично примеру 1, но берут.100 мл раствора СоЫО) с содержанием Со 220 г/л и 9 мл раствора солей, содержащего 1,88 ИОз, 0,024 г40и 0,43 г ЕпО. Получают катализаторсостава, мас.7:Со 24,10ВуО 0,032,15ЕпО 0,48451 А 1 гО ОстальноеВосстановление ведут при 435 Св течение 3 ч. Число восстановления 57,8. Условия испытания аналогичны описанным в примере 1. Полная пе 50реработка оксидов достигаетсяпри 199 фС, ВНИИПИ Заказ 2018/6 Тираж 527 ПодписноеПроизв. полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4