Катализатор для получения метана из оксидов углерода и водорода и способ его приготовления

ремешивании добавляют 16,4 г мелкодисперсного алюмината кальция с размером Частиц менее 40-50 мк. Затемо в течение 15-30 мин при 45-50 С добавляют 1800 мп раствора Иа СОз с5 концентрацией 152,8 г/л. Полученную суспензию перемешивают в течение 2 ч, затем осадок отфильтровывают и промывают дистиллированной Н 0 до отсутствия ИО "ионов, Сушат при 00"озе 110 С 16 ч и прокаливают при 400 С 16 ч, Затем массу измельчают, смешивают с 23 поливинилового спирта и 37. графита, таблетируют в гранулы 5 х 5 мм и обжигают при 900 С 10 ч.Полученный катализатор имеет состав, мас.Е: ИО 26,0; Са 0 3,6, 7 гО 20, А 10остальное.П р и м е р 2. Катализатор получают в условиях примера 1 только из" меняют соотношения компонентов: нитрат никеля 118,7 г, нитрат циркония 9,2 г, нитрат алюминия 544,4 г, кон,центрированная НИОКР 150 мп, алюминат кальция 9,5 г, раствор соды 1900 мл.Полученный катализатор имеет слегдующий химический состав, мас.З: ИхО 25,3; СаО 2,1; Яг 03,5; А 10 остальное.30 П р и м е р 3. 9,8 г оксида алюминия, предварительно прокаленного при 800 С в течение 20 ч, 11,4 г. алюмината кальция и 56,4 г диоксида циркония совместно измельчают до размера частиц менее 40-50 мк. Полученную тонкодисперсную смесь порошков суспендируют в 1 л дистиллированной воды при перемешивании, температуре 40-50 С и рН 8,5-9,0. Затем продолжая перемешивание, одновременно приливают растворы азотно-кислого никеля (165,6 г М(ИО)6 Н О в 2,4 л воды) и соды (151 г ИаСОЭ вл воды) в течение 1 ч, при температуре 45-50 С и постоянном рН 8,5-9,0, что достигается регулированием скорости слива растворов, Перемешивание продолжают после окончания слива растворов в течение 2 ч. Полученный осадок отфильтровывают и промывают дистиллированной водой до отсутствия ионов ИО в промывных водах, сушат при 100-110 ОС 16 ч и прокаливают при 370-400 С также 10 ч, Прокаленную массу измельчают, смешивают с 23 графита и таблетируют в гранулы 5 5 мм. Таблетки обжигают при 850"950 С 10 ч. Полученный катализатор имеет следующий химический состав, мас.Е:И 3.0 35,3, СаО 2,1; ЕгО 47,0; А 1 Оостальное,П р и м е р 4. 211,4 г нитратаникеля М(ИО) б НО и 52,6 г нитрата циркония ьгО(ИОз) 2 Н 0 раство 2ряют при 60"70 С в 1 л дистиллированной воды с добавлением150 мпконцентрированной азотной кислоты,В полученный раствор суспендируютпредварительно измельченную смесьтонкодиснесных порошков (12,9 гоксида алюминия и 28, 1 г алюминатакальция). Затем медленно приливаютраствор соды с концентрацией 176,5 г/л,доводя рН в осадителе до 7,3. Осажодение проводят при 50 С в течение20 мин, После окончания осаждения перемешивание продолжают 2 ч.Полученный осадок отфильтровываюти промывают дистиллированной водойдо отсутствия ионов ИО в промывныхводах. Сушат при 100-110 С 16 ч ипрокаливают при 40(1 С также 16 ч,Прокаленную массу измельчают, смешивают с 23 графита и таблетируютв гранулы 5 " 5 мм. Таблетки обжигают при 900 С 10 ч.Полученный катализатор имеет следующий химический состав, мас.Е: И 1045,0; СаО 5,3; ЕгО 20,0; А 1 03 остальное.П р и м е р 5. Катализатор полу"чают в условиях примера 4 только изменяют соотношение компонентов: нитрат никеля 173,9 г, нитрат циркония10 1 г, концентрированная НИО 200 мп,А 10 5 г, алюминат кальция 14, г.Катализатор имеет состав, мас.3:ИхО 45,0; СаО 5,0; ЕгО 44; А 10 зостальное,П р и м е р 6. Катализатор получают в условиях примера 4 при следующем соотношении компонентов, г; нитрат никеля 96,6, нитрат циркония101,0, концентрированная НИО 150 мп,А 10 23, алюминат кальция 14,1,Катализатор имеет состав, мас.2:МО 25; СаО 5; ЕгО 47; А 10 з остальное.Активность образцов определяют приатмосферном давлении, объемной скорости сухого газа 5000 чи температурах 260-650 С. Предварительно ка"отализаторы восстанавливают чистым во"дородом при 400 С и той же объемнойскорости в течение 10 ч. Затем на ка30 Ф,о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Катализатор для получения ме" тана из оксидов углерода и водорода,405 1554 тализатор подают газовую смесь следующего состава, об.Е: СО 10; СО 10; СН 10, Н70, Состав газовои смеси определяют после 30 ч работы ката 5 лизатора до и после реактора хроматографическим методом. Состав газовой смеси соответствует 1 ступени метаюнирования хемотермической системы при 650 С, для которой и разработан предлагаемый катализатор.Для определения термостабильности образцы перегревают в токе рабочей газовой смеси в течение 10 ч и снова определяют активность. 15Результаты определения активности известных и предлагаемых катализаторов представлены в таблице.Диапазон температур определения активности соответствует требуемым ус ловиям 1 ступени метанирования в хемотермической системе конверсия мета-" ,на - метанирование, исходя иэ которой катализатор должен обладать достаточ". но высокой активностью (работать .при 25 низких температурах) и высокой терамостабильностью (800 С) на случай превышения температуре в метанаторе и иметь достаточно высокую активность при 650 С.Таким образом, предлагаемый катализатор имеет более протяженный температурный диапазон каталитической активности (от 260 до 650 С, те. 390 С) по сравнению с извест ными ( л 200 С) .35 962содержащий оксиды нн".=па, кальцгя и алюминия, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения активности в температурном диапазоне 260 а650 С и повышения термостабильности катализатора, он дополнительно содержит диоксид циркония при следующем соотношении компонентов, мас.7;Оксид никеля 25-45Оксид кальция 2-5Диоксид циркония 3, 5-47,0Оксид алюминия Остальное2, Способ приготовления катализатора для получения метана из оксидов углерода и водорода путем совместного соосаждения соединений никеля, циркония и алюминия из раствора их нитратов действием карбоната натрия с последующим отделением образовавшегося осадка, его сушкой, прокаливанием и формованием, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью получения катализатора с увеличенной активностью в температурном диапазоне 260-650 С9 и повышенной термоста 6 ильностью, осаждение ведут в присутствии диспер гированного алюмината кальция с размером частиц менее 40-50 мкм и после формования проводят обжиг при 850о950 С в течение 10 ч, при этом нитраты никеля, циркония, алюминия и алюминат кальция берут в таком количест ве, .чтобы обеспечить следующее их соотношение в катализаторе в пересчете на оксиды, мас.й:Оксид никеляОксид кальцияДиоксид цирконияОксид алюминия15549 б 2 Состав исходного гвзв 1 егюпаОбразцью Состав сухого газа на вьссоде нз реактора, об.Х рвтуою, ра,(о перегрева После перегрева СО, СО 8,Известнрее катализаторьгюс - Я 1 9,5 9,9 66,6 10,2 9,8 6,7 65,4 156 2,4 3 з - Яес - Сг 9,2 9,5 61,4 13,2 92 95 674 132 О 5- А 1 - Сг - Са 9,0 9,8 694 0,7 8 еЗ 97 67 э 9 Э 2 08 8( - А) - Свс 9,9 0,1 70,5 8,5 26 29 596 245 04 9,8 Катализатор по патенту Великобритании Р 529464 9,0 69,4 0,8 9,0 9,8 90 9,8 9,0 6,7 90 72 90 9,8 9,0 9,5 9 еО 72 9 О 82 69,4 69,4 64,3 66,4 69,4 691 66,4 67,6 10,8 1,О 0,8 1,0 8,2 0,8 165 Ов 9 0,8 11,3 1,1 16,6 О,В 145 О 8 Катализатор по па,0тенту СЛ р 4002658 с 9 ю 8 694 108 53,0 0,259,3 97 70,3 96 0,1 260400 650 9,4 О, 7,5 0,3 9,9 4,9 39,5 51,0 31,5 60,6 59,1 26,1 97 0,0 7,7 0,2 36,6 32,8 0,4 260 400 65010, 0,4 7, 1 0,2 9,6 50 10,0 10 7 93 Ио)с Е.8. ег а 1. ТЬегвгв 1 у апс пес)гап)са 117 8 св 11 е Сага 1 узгз 2 ог Бсеазг Кесогюк 1 п 8 апг пегЬвпагьоп. А перв СопсереЬЛ Саса)УС(с Везь 8 п.г - РгеРВгат(оп ог СасвсУзгзг 3 б(э 1 пгегп, БУтаР, 81 веетЭеп, - Яюввсегоапв 1983, Р. 291-298. Составитель Т.БелослюдоваРедактор И.Горная Техред Л,Олийнык Корректор Э,ЛончаковаЗаказ 518 Тираж с 14 ПодписноеБ 1 ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Жр Раушская набер д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул . Гагарина,101 Оредлагзегюыл квтвлкзатор8 - 4 - 7 - Се 10 З