Способ приготовления катализаторов для химических процессов

(9) ( ЕСПУБЛИК 1)5 В 01 ) 37/О эе" Ю Э химической и получения конверсии м, для гидтки водорот примесей их соединении.Цель изоности каталиалоемкости.Способ о я - повышение акти снижение его матер яют следующим об бретени дтора и уществл в" им. В смесиасно соотн ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) 66.097.3 (088.8)56) Авторское свидетельство СССРВ 417978, кл. В 01 3 23/86, 1974.Авторское свидетельство СССРМ 1152127, кл, В 01,3 37/04, 1985.(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛЗАТОРА ДЛЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССО(57) Изобретение относится к каталитичской химии, в частности к приготовленикатализатора для химических процессоЦель - повышение активности катализатои снижение его материалоемкости, Пригтовление ведут смешением алюминиевог Изобретение относится к промышленности, к технологи смешанных катализаторов дл оксида углерода с водяным пар рирования, в частности для очи да и водородсодержащего газа кислорода и кислородсодержащ льный аппарат загружают сошениям алюминиевый компокомпонента с хромовым ангидридом в массовом соотношении 1:(0,68-1,0) в водной среде при повышенной температуре, введением в полученную смесь дополнительно активированного угля, оксида или карбоната марганца и/или оксида или гидроксида циркония при определенном массовом соотношении в течение 1-3 ч. Процесс проводят с последующим смешением полученной основы катализатора с двойными карбонатными солями меди и цинка при определенном массовом соотношении, формованием и их термообработкой при 80-280 С, Предпочтительно основу катализатора смешивают с карбонатом никеля при массовом соотношении в пересчете на оксиды; основа катализатора: оксид никеля =- 1:(0,5-0,7). Новый катализатор обеспечивает очистку газов при пониженных температурах 120-130 С за счет частичного восстановления на 10-20 О/, никелевого компонента и оксида хрома. 1 з,п, ф-лы, 2 табл. гидрид, активированныйарганца и/или циркония.о соотношениям водой,атуру и перемешивают ввремени - получают ос(смесь М 1),огревом заливают отмео медноаммиачнокарбо, эагружают согласноству состава каталиэатоподнимают температуруивают двойные соли межания аммиака в раствол, фильтруют и сушат -2,нент, хромовыи ануголь, соединения мувлажняют согласнподнимают темпертечение заданногонову катализатораВ реактор с обренное количествнатного растворатребуемому количера оксида цинка,до 70-99 С и высажди и цинка до содерре не более 20 г/получают смесь Мобъемной скорости 6000 ч , давлении 2,8 МПа (28 атм) на конвертированном газе с содержанием(об,%) монооксида углерода 3,5-4, диоксида углерода 10-15, (СН 4+ Аг) - до 1, Н 2 12-17, остальное - азот,Степень конверсии монооксида углерода в начале испытания 960/ через,168 ч 92 /П р и м е р 2, Образец катализатора испытывался в процессе среднетемпературной конверсии с ксида углерода на составе газа, содержащего 7-14 об,; монооксида углерода, при 360-400 С, Степень конверсии монооксида углерода в начале испытания составляла 85%, через 168 ч испытаний 84 о(,П р и м е р ы 3-5, Образцы катализатора готовят, как в примере 1, согласно предло 45 50 55 Основу катализатора (смесь М 1) смешивают с двойными солями меди и цинка или с карбонатной формой никеля при заданной температуре, влажности в течение определенного времени и формуют в гранулы экструзией или закатывают в шарики с последующим процессом их термообработки.П р и м е р 1. В смесительный аппарат загружают из расчета 0,4 кг в пересчете на оксиды "основы" (смеси М 1) оксид алюминия или оксид алюминия, полученный прокаливанием гидроокиси алюминия при 450-500 С, добавляют хромовый ангидрид, оксид марганца и активированный уголь при соотношении компонентов в пересчетена оксиды - оксид хоома (Сг 20 з): оксид алюминия.,А 20 з); активированный уголь (С)оксид марганца (Мп 02) == 1:1;0,04:0,04, компоненты перемешивают, заливают водой и 20 при соотношении т:ж-.= 1:1 поднимают температуру до 50 С и перемешивают в течение 1,5 ч - получают основу катализатора (смесь М 1).Смешивают аммиачно-карбонатный 25 раствор меди с оксидом цинка в заданном соотношении в пересчете на оксиды металлов - ,оксид меди: оксид цинка = 1:0,5, выделяют осадок и проветривают его от аммиака в потоке воздуха при 80-130"С - 30 получают смесь М 2.Основу катализатора (смесь М 1) смешивают с двойными карбонатными солями меди и цинка (смесь М 2) при 50 С в течение 0,5 ч и формукьт в гранулы экструзией, 35 термообрабатывают их при 150 С - получают катализатор с насыпной плотностью 0,9 кг/дм . Катализатор восстанавливают кон верти ро ва н н ьэ. газом и и сп ыты ва ют в процессе конверсии оксида углерода при 40 200-220 С, соотношении пар:газ = 0,6,женному в способе соотношению, испытывают в условиях примера 1,П р и м е р ы 6 и 7. Образцы катализатора готовят, как в примере 1, но вместо двойных карбонатных солей меди и цинка используют карбонаты никеля, а образцы испытывают в процессе очистки водородсодержащего газа от кислородсодержащих соединений - метанирования, В качестве показателя активности принимают минимальную температуру (С), обеспечивающую обьемную долю монооксида углерода на выходе не более 1 10 О/ при давлении 3,0 МПа, обьемной скорости 5000 ч, обьемной доле в исходном газе 0,3-1,0и 0,00- 0,030/ СО 2 после предварительного перегрева катализатора в течение 10 ч при 550 С.Такой показатель соответствует принятой методике определения активности для катализаторов метанирования: НМК, Н КМА; Т 0-2.На основании проведенных опытных работ определены оптимальные параметры проведения процесса приготовления, определены оптимальные соотношения компонентов катализатора, физические характеристики катализатора.Технологические параметры приготовления катализатора и соотношения компонентов приведены в табл. 1. Физические свойства, состав катализатора и показатели активности приведены в табл, 2,Принятые нормы технологического режима приготовления "основы" катализатора (смеси ьФ 1) позволяют синтезировать клей-цемент кислотного "затворения", причем алюминиевый и угольный компоненты являются поставщиками катионов, а добавки марганца и/или циркония обеспечивают каталитический окислительно-восстановительный синтез клея-цемента.Синтезированные известными способами двойные соли меди и цинка обеспечивают мелкодисперсность компонентов не более 150 А, а при смешении с "основой" катализатора (смесью Иг 1) дисперсность активных компонентов не только сохраняется, но даже увеличивается за счет частичного истирания и образования твердых растворов до 80-1 ООА, Аналогичная дисперсность достигается и при приготовлении катализатора метанирования с использованием карбонатной соли никеля,Процесс зкструзионного формования и последующая термообработка гранул в укаэанных интервалах температуо позволяют существенно снизить энергоемкость процесса за счет изменения процесса термообработки с 400-450 до 180-280 С (по данномуспособу), уменьшить материалоемкость катализатора за счет понижения насыпной плотности с 1,1-1,6 до 0,7-1,0 кг/дм по данэному способу.Предварительный синтез основы ката лизатора путем введения при заданных температуре, влажности, соотношениях позволяет добиться пластичности массы, при этом хромовая кислота заимствует часть катионов алюминия и углерода, а 10 оксиды марганца и/или циркония являются хорошими переносчиками анионов от хромовой кислоты и катализируют окислительно-восстановительный синтез клея- цемента на основе соединения хрома и 15 алюминия и добавок угля, марганца и/или циркония в основу (смесь Ф 1). При введении изоморфных солей меди и цинка или карбонатов никеля последние в укаэанных параметрах процесса синтеза катализато ра сохраняют мелкодисперсный аморфный характер активных компонентов и обеспечивают повышенную активность, степень конверсии на стадии низкотемпературной конверсии оксида углерода в условиях ис пытаний катализатора составляет 95-98 , а после испытаний в течение 168 ч составляет 92-95 .Выбранная температура смешения 30- 70 С основы катализатора с активными ком понентами ингибирует схватывание массы и облегчает процесс формования катализатора в гранулы, а термообработка гранул в интервале температур 80-280 С обеспечивает не только "схватывание" гранул, но и 35 частичное восстановление активных компонентов на 10-20% углем, вводимым в состав, а также предопределяет повышенные эксплуатационные характеристики катализатора, 40В процессе очистки водородсодержащего газа от кислородсодержащих соединений приготовленный по этой технологиикатализатор обеспечивает очистку газовпри пониженных температурах 120-130 С,за счет частичного восстановления на 1020 никелевого компонента и оксидахрома.Формула изобретения 1. Способ приготовления катализатора для химических процессов путем смешения в водной среде при повышенной температуре алюминиевого компонента с хромовым ангидридом, двойными карбонатными солями меди и цинка, сушки и формования, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения активности катализатора и снижения его материалоемкости, смешение алюминиевого компонента с хромовым ангидридом ведут в массовом соотношении 1:0,68-1,0, вводят в полученную смесь дополнительно активированный уголь, оксид или карбонат марганца и/или оксид или гидроксид циркония при массовом соотношении в пересчете на оксиды: оксид хрома: оксид алюминия: активированный уголь; оксид марганца и/или оксид циркония = 1;0,4-2,5;0,01- 0,12:0,01-0,12 в течение 1-3 ч с последующим смешением полученной основы катализатора с двойными карбонатными солями меди и цинка при массовом соотношении в пересчете на оксиды: основа катализатора: оксид меди: оксид цинка = 1:0,4-1,4:0,4-1,0, формованием смеси в гранулы и их термообработкой при 80-280 С.2, Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что основу катализатора смешивают с карбонатом никеля при массовом соотношении в пересчете на оксиды: основа катализатора: оксид никеля = 1;0,5-07.:атали,оотноиениет:ж атализатор готовился для среднетемпературноИ конверсииоксида углерода. аблица 2 Состав катализ 38,7 Образец катализатора га 2 испОбразец катализатора по издаст Составитель Н.Богданов Редактор В, Данко Техред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая аз 3552 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, )К, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 10:0,68 1;9,8 1:0,7 1:0,9 1;0.8 19,2 28,4 9.1 16,3 20,2 веют в процессе среднетемпературной конверсии монооксида углерому способу.