Способ приготовления катализатора для конверсии оксида углерода Советский патент 1990 года по МПК B01J23/78 

Изобретение относится к техиоло- гии медно-магниевых катализаторов для конверсии оксида углерода и может быть использовано в химической и нефтеперерабатывающей промьшшен- ности.

Целью изобретения является получение катализатора с повышенной активностью за счет изменения концентрации диоксида углерода в исходном аммиачно-карбонатном растворе и введения дополнительного компонента - гидроксида натрия о

Пример 1 о Предварительно получают аммиачно-карбонат}1ый раствор (АКР) путем растворения в 1,0 л водного раствора аммиака 300 г карбоната аммония (КН4)гСОзо Далее в 1,0 л полученного АКР растворяют 276 г малахита CuCOj-Си(ОН) и готовят амми- ачно-карбонатный комплекс меди (АККМ) имеющий состав, г/л: CO.J, 192,5; Си 160} NHj 200о }lfiK приготовления 100 г катализатора берут 50 г MgO и 200 i-ш полученного АККМ, перемешивают при и вводят 0,6 г NaOH, Молярное

О5

Oi

О5

;О Ы

соотногаение СО в АКШ к сумме соеди- не1Шй меди и магния в пересчете на металл составляет 1;2,0, Концентрация гидроксида натрия 3 г/л Процесс ведут до полного удаления аммиака Массу сушат при Г10°С и прокаливают при Затем вводят 5 мл АКР и 50 мл воды, перемешивают до полной однородности и подвергают экструзион- ному формованию. Готовые гранулы су- шат при Состав кaтaлизaтopa следунщий,. масо%: MgO SOjO; CuO 40,2;

16166974

MgO 49,8; CuO 40,1; Na,jO 0,7; влага

10

.0

0,4; Прим

влага и СО- 9Л,

и COg 9,4„

П р и м е р 7о Катализатор готр- вят аналогично примеру I с тем лишь отличием, что в АККМ вводят ,0,2 г NaOH. Концентрация гидроксида натрия 1,0 г/л. Состав катализатора сле дующий, масо%: MgO 50,3; CuO 40,3; Na2,0 0,14; влага и COg 9,26.

Пример So Катализатор готовя аналогично примеру 1 с тем лишь отличием, что в АККМ вводят 0,12 г NaOHo Концентрация гидроксида нате р 2о Катализатор готовят 55 рия 0,6 г/Ло Состав катализатора

следующий, мас,%: MgO 50,4; CuO 40,2; 0,07; влага и С02 9,33.

COg в АККМ к сумме соединений 0 отличием, что в АККМ вводят 1,2 г

30

аналогично примеру 1 с тем лягаь отли- чиемз что применяют аммиачно-карбо- натный комплекс меди состава, г/л: СО 226,bi Си 160о Мол Грное соотношение

меди и магния в пересчете на метапл составляет 1:1,7о Состав катализатора следующей., MgO 50,0; CuO 39,5j 0,5; влага и СО, 10,0.

Прим ер Зо Катализатор готовят 25 аналогично примеру 1 с тем лишь отличием, что применяют аммиачно-карбо- натный комплекс меди состава, г/л: СС2 167,2; Си 160. Молярное соотношение СО в АККМ к сумме соединений меди и магния в пересчете на металл составляет 1:2,3 Состав катализатора следующий, масо%: MgO 50,3; CuO 40,6; 0,4; влага и СО. 8,7о

Пример4, Катализатор готовят 1 с тем лишь отлиСО в аммиачнокарбонатном комплексе меди составляет 236,1 г/Ло Молярное соотношение СО в АККМ к сумме соединений медн и магния в пересчете на металл составляет 1;1,63о Состав катализатора следующий, MgO 49,9; CuO 39,3; Oj5; вода и СО, 10,3.

II р и м е р 5о Катализатор готовят .г аналогично примеру 1 с . лишь отличием, что содержание СО в акмиач- но-карбонатном комплексе меди составляет 163,8 г/ло Молярное соотношение

При мер 9о Катализатор готовят аналогично примеру 1 с тем лишь

NaOHo Концентрация гидроксида натрия 6 г/Ло Состав катализатора сле- дуюищй, мас.%: MgO 50,0; CuO 40,0;

1,0; влага и С02 9,0.

аналогично примеру чием, что содержание

35

40

Значения рН суспензии в начале и в конце смешения дпя примеров I-9 приведены в табЛо1о

Активность катализаторов в реакции конверсии СО испытывают на лабораторной установке проточного типа в условиях прототипа при атмосферном давлении и объемной скорости 10000 ч соотношении пар:газ 1,0, состав газа СО 50; N2 50„

Результаты испытаний представлены в табЛо2о

Как видно из данных табЛо2, реакция протекает практически в равновесных условиях - степень приближения к равновесию близка к 100% Поэтому для характеристики активности образцы по примерам 1-9 испытаны в более жестких условиях: при объемной скорости 1500 ,состав газа, об„%: СО 12,5; С02 9,4; N, остальное соотношение пар : газ зерна 0,25-0,5 ммо

0,5, размер

Активность образцов катализатора в реакции конверсии монооксида углерода V 15000 (соотношение пар : газ 0,5) показана в табл 3,

С02 в АККМ к сумме соединений медн и магния в пересчете на металл составляет 1:2,35о Состав катализатора сле- дуюцщй, масо%: MgO 50,2 CuO 40,4; О5,4; влага и 00.9,,О,

П р и м е р-6о Катализатор готовят аналогично примеру 1 с тем лишь отличием, что в АККМ вводят 1 г NaOHoКонцентрация гидроксида натрия 5 г/л Состав катализатора следзпош й, масо%:

MgO 49,8; CuO 40,1; Na,jO 0,7; влага

и COg 9,4„

П р и м е р 7о Катализатор готр- вят аналогично примеру I с тем лишь отличием, что в АККМ вводят ,0,2 г NaOH. Концентрация гидроксида натрия 1,0 г/л. Состав катализатора следующий, масо%: MgO 50,3; CuO 40,3; Na2,0 0,14; влага и COg 9,26.

Пример So Катализатор готовят аналогично примеру 1 с тем лишь отличием, что в АККМ вводят 0,12 г NaOHo Концентрация гидроксида натрия 0,6 г/Ло Состав катализатора

следующий, мас,%: MgO 50,4; CuO 40,2; 0,07; влага и С02 9,33.

отличием, что в АККМ вводят 1,2 г

При мер 9о Катализатор готовят аналогично примеру 1 с тем лишь

NaOHo Концентрация гидроксида натрия 6 г/Ло Состав катализатора сле- дуюищй, мас.%: MgO 50,0; CuO 40,0;

1,0; влага и С02 9,0.

Значения рН суспензии в начале и в конце смешения дпя примеров I-9 приведены в табЛо1о

Активность катализаторов в реакции конверсии СО испытывают на лабораторной установке проточного типа в условиях прототипа при атмосферном давлении и объемной скорости 10000 ч ) соотношении пар:газ 1,0, состав газа, СО 50; N2 50„

Результаты испытаний представлены в табЛо2о

Как видно из данных табЛо2, реакция протекает практически в равновесных условиях - степень приближения к равновесию близка к 100% Поэтому для характеристики активности образцы по примерам 1-9 испытаны в более жестких условиях: при объемной скорости 1500 ,состав газа, об„%: СО 12,5; С02 9,4; N, остальное, соотношение пар : газ зерна 0,25-0,5 ммо

0,5, размер

Активность образцов катализатора в реакции конверсии монооксида углерода V 15000 (соотношение пар : газ 0,5) показана в табл 3,

Из табл.3 следует, что катализатор по данному способу показывает при температурах вьпие 260 С Л вдвое большую активность по сравнению с катализатором По способу-прототипу.

Катализатор по данному способу предназначен для среднетемпературной конверсии СО и должен эксплуатироваться при 270-300 С.

В табЛа4 приведены результаты испытания катализатора на термическую устойчивость

Из табЛо4 видно, что после перегрева катализатора до 350 С он практически не теряет своей активностИо

Медно-магниевые катализаторы могут также использоваться в производ- стве капролактама на стадии дегидрирования циклогексанола в циклогекса- нон.

Активность катализаторов в реакции дегидрирования циклогексанола в циклогексанон исследуют на установке проточного типа при 250 и и объемной скорости 3,6 ч по жидкому циклогексанолуо

При 250, 260°С катализатор работал 55 ч, затем температура поднималась до При этой температуре катализатор выдерживают 25 Чо После перегрева испытания продолжают 16 ч при 250 Со Активность катализатора оценивают по степени превращения циклогексанола в циклогексанрнв

Коэффициент термической устойчивости рассчитывают как отношение степеней превращения после и до перегрева.

16697 6

Активность образцов, полученных различными способами в реакции дегидрирования циклогексаиола в цикло- гексанон, представлена в табЛо5. i Данные, представленные в табЛо2-5 показывают, что катализаторы по данному способу обладают повьшенной активностью при температурах выше

0 260 С и более высокой стабильностью в работе

Формула изобретения Способ приготовления катализатора для конверсии оксида углерода путем

5 смешения оксида магния с аммиачно- карбонатным раствором меди при повышенной температуре и рН 8,0-11,5 с . последующей сушкой, прокаливанием и формованием катализаторной массы,

20 отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с по- вьшгенной активностью, при смешении используют молярное соотношение диоксида углерода в аммиачко-карбонатиом

25 растворе к сумме вышеприведенных

соединений меди и магния в пересчете на металлы 1:1,7-2,3, после смешения добавляют гидроксид натрия до концентрации 1,0-5,0 г/л и перед фор30 мованием катализаторную массу смешивают с аммиачно-карбонатным раство-

рОМо

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к приготовлению катализатора для конверсии оксида углерода. Цель - получение катализатора с повышенной активностью. Приготовление ведут путем смещения оксида магния с аммиачнокарбонатным раствором меди при повышенной температуре и PH 8,0-11,5. При смещении используют молярное соотношение диоксида углерода в аммиачнокарбонатном растворе к сумме указанных соединений меди и магния в пересчете на металлы 1:1,7-2,3. После смещения добавляют гидроксид натрия до концентрации 1,0-5,0 г/л, сушат, прокаливают, смешивают с аммиачнокарбонатным раствором, катализаторную массу формуют. Полученный катализатор обладает повышенной активностью при 260°С и более высокой стабильностью в работе. 5 табл.

1 .0 .0

.0 .0 ,5- 10,9

107 11,5

Таблица 1

8,0 8,0 8,0 8,0 8,0 8,3 8,0 8,0 8,3

I .а б л и ц .в 2

Таблица 3

Таблица 4

69,8 95,8

60,1 55.3

84,6 83,2

Таблица 5

64,2

39,4 35,0

92,0

65,6 63,3