Катализатор для углекислотной конверсии метана

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 174 19) вю 1 0 4 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ О ПЛАТЕЖНОФ,Ец %,К АВТОРСКОМУ С ЕЛЬСТВУ талитиче- тализатои др. Аккуна основе имических ивные исльянского На, 1983,ароуглекисжащий сле 3 ь 3 ъ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Патент США ЬЬ 4349450,кл. 48-214, 1982,Мухленов И,П. Технология катализаторов. Л., 1989 с.156.Томас Ч, Промышленные каские процессы и эффективные кары, М,: Мир, 1973, с.163.Ахмедов Р.Б., Берченко М.А.мулирование солнечной энергиифазовых, химических и термохпревращений. - 8 сб.: Альтернатточники; Материалы советско-итасипмозиума. Ч,2, М.: Изд, ЭНИс.87; Изобретение относится. к катализаторам для углекислотной конверсии метана и может быть использовано в процессах термохимического преобразования энергии..Известен катализатор для углекислотной. конверсии метана Йо 383, полученный нанесением активного компонента рутения на носитель иэ нержавеющей стали. Катализатор может работать при температуре 850 С. Содержание остаточного метана в конвертированном газе 6,3,Недостатками известного катализатора являются малая площадь активности и коксование катализатора при соотношении углекислого газа к метану меньше трех. Кроме 1)5 В 01 3 23/78, С 01 В 3/38+Л-Мттс 2ЛИЗАТОРДЛЯ УГЛЕКИСЛОТНОЙ ИИ МЕТАНАретение касается каталитической частности катализатора (КТ) для тной конверсии метана, Цель - покаталитической: активности и уссти к зауглероживанию. Это ся тем,.что КТ содержит, мас,: келя 7,0-.12,0; оксид кальция 1,0- ид кремния 19,0-52,0; оксид калия оксид алюминия остальное. Это т при Ч - 4000 чи 800 С увелиень превращения метана до 85 ,30 для известного катализатора ически полном отсутствии зауглея. 1 табл,(54) КАТА КОНВЕРС (57) Изоб химии, в угле кисло вышение тойчиво достигает оксид ни 4,0;диокс 6,0-9,0 и позволяе чить степ против 60 при практ роживани того, сам рутений является редким и дорогостоящим металломИзвестен катализатор для илотной конверсии ГИАП, содердующие компоненты, мас.ф:Оксид никеля 23-26 Оксид алюминия . 44-52 Оксид магния 13-17 Оксид бария 0,6-1,2 Оксид кальция 6-13 Недостатком данного катализатора является его недостаточная устойчивость при высоких температурах, при которых осуществляется углекислотная конверсия метана. При этом наблюдается быстрое зауглерожи1747144 50 5П р и м е р 3, Отвешивают 2;97 газотно-,кислого никеля, 3,75 т оксида алюминия,1,25 г оксида кремния, 0,4 г кальция углекислого и 0,84 г калия углекйслого. Дальнейшиеоперации и обработку производят так же,как и в прймере 1. Полученный катализаторсодержит, мас.ф,МЮ . 11 6. А 120 з57,3З 02 .: 191К 20 86СаО : .3,4В результате конверсии получены про-дукты. реакции, :Нг, . 41;,9СО .,:, : 51,6СН 4,:";,6,3С 02 ;02Степень превращенйя 0,78.П ример 4. Отвешивают, г:МКМОзЬ 6 Н 20 198А 20 з 2;5ЗЮ 2 . 25СаСОз,:0,41: К 2 СОз :0,73Дальнейшие ойерациии обработку проводят так же, каки в примере.1, Полученныйкатализатор содержит, мас. Ъ.МЮ ;: - . 81А 120 з .ЗМ902 ..39,9%023к 2 СОз . 0,7СаСОз 0,3.Дальнейшие операции и обработку производят так же, как и в примере 1.Полученный катализатор содержит, мас, .МЮ 10,3А 1203 32,25102. 48,2СаО, . 27К 20 6,6После углекислотной конверсии получены продукты реакции, ф:Н 2 43,1СО 48,4СН 4 6,4 С 02 2,1. Степень превращения 0,78,При мер 6.0 твешивают 2,06 г кристаллогидрата никеля азотнокислого, Ю(МОЗГ5 6 Н 20 2,5 г оксида алюминия, А 120 з, 2,5 гоксида кремния, 8102. 0,46 г кальция угле кислого, СаСОз, 0,84 г калия углекислого,К 2 СОз. Все компоненты смешивают, добавляя.дистиллированную воду до получения1 . сметанообразной.однородной массы. Затемзту массу сушат при 130 С до удаления изнее влаги. Полученнуюшихту тщательно перемешивают путем растирания до мельчайших частиц, Затем порошок прессуют при15 давлении 3. гйм е брикеты, которые прокаливают в печи в течение двух часов, плавноподнимая температуру по линейному закону ео скоростью 10 С/мин до 750 С,Перед работой брикеты восстанавлива 20 ются в токе водорода в течение 4 ч при800 С. При этом оксид никеля восстанавливается до металлического никеля. Послеэтого катализатор готов к работе условияхуглекислотной конверсйи метана, Получен 25 ный катализатор содержит, мас.%:А 120 з 39,4. Испытания предлагаемого катализатора показали его высокую каталитическуюактивность, которая оценивалась по составувыходных продуктов и по степени превра 35 щения метана. Катализатор был опробованпри 8006 и соотношении углекислого газак метану 1:1. Б результате хроматографического анализа был определен состав продуктов реакции, :.СНа 5.3С 02 2.1Степень превращения при этом соста 45 вила 0,81,П р и м е р 7. Отвешивают, г;В(йОз)2 6 НгО 1,6А 120 з 3З 02 2СаСОз 0,11КгСОз 0,55Дальнейшие операции и обработку проводят так же, как и в примере 1; Полученныйкатализатор содержит, мас. :55 . А 120 з 51,3ЫО 2 34,3Н 10 7,0К 20 1 1,0СаР 6,41747144 2,549,45,13;0 40 А 1203 57,5Сравнение активности катализаторов при обьемной скорости 400 ч при температуре 800 С, время испытания 50 ч Составитель А.МисюлинТехред М.Моргентал Корректор А.Осауле дактор А.Лежнина каз 2456 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж, Раушская наб., 4/5 твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 Прои После хроматографического анализа конвертированного газа лолучен состав продуктов реакции, ф:Н 2 45,1 СО 47,4 СН 4 4,1 СЩ 2 3,4 Степень превращения 0,85.П р и м е р 8. Отвешивают, г:ЙИОзЬ бН 20 199 А 120 з 2 5102 3 "СаСОз 0,23 МОз 0,56 . ДбльнЫшие операции иобработку проводят так же,.как и в примере 1. Полученный катализатор содержит, мас.:А 20 з 32,0 ЯО 2 52 0 МО 8,2 СаО 1,7 К 20 6,1 В результате хроматографического анализа конвертированного газа получен состав продуктов реакции, .Н 2СОСН 4СО 2Степень превращения 0,82.П р и м е р 9. Отвешивают, г:М(ЙОз)2 6 Н 20 3,07 АЬОз . 3,75ЗЮ 2 1,25 СаСОз 0,39 К 2 СОз 0.78 Дальнейшие операции и обработку катализатора проводят также, каки в примере 4. Полученный катализатор содержит, мас, : 902 19 Й 0 . 12 СаО 3,3 К 20 8,2 5 В результате углекислотной конверсииметана получены продукты реакции, %:Нг 42,1 СО 50.6 СН 4 5,4 10 С 02 1,9Степень превращения 0,81,Сравнительные характеристики известных катализаторов представлены в таблице.Использование изобретения позволяет 15 проводить углекислотную конверсиюбез водяного пара, причем в присутствии предлагаемого катализатора с использованием солнечной энергии происходит энергообогещение каждой тонны метана на 15,48 10 20 кДж/ г Следовательно, происходит энергообогащение конвертируемого метана на 30,8,что на 5,1 % больше чем, при паровой конверсии.формула изобретения Катализатор для углекислотной конверсии метана, содержащий оксиды никеля, кальция, кремния, калия и алюминия, о т л ич а ю щ и й с я тем, что. с целью повышения 30 каталитической активности и устойчивостик зауглероживанию, катализатор содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.0:Оксид никеля 7 - 12 35 Оксид кальция 1-4Оксид кремния 19-52 Оксид калия 6 - 9 Оксид алюминия Остальное