Способ получения водорода Советский патент 1980 года по МПК C01B3/38 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА

1

Изобретение относится к способам получения водорода и может найти применение в химической и газоперерабатывающей отраслях промышленности.

Известен способ получения водорода путем паровой конверсии окиси углерода, проводимой в две стадии при 500-530°С и 439-460°С, соответственно 1.

Основным недостатком этого способа является сложность аппаратурного оформления процесса и повышенный расход водяного пара.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения водорода путем паровой конверсии окиси углерода при 175-425°С в присутствии катализатора типа шпинели, содержащего медь, железо и двухвалентный металл на носителе - трехокиси алюминия 2.

Основным недостатком этого способа является плохая стабильность процесса при работе с окисью углерода, содержащей сернистые примеси, ввиду чего возникает необходимость в предварительной очистке исходного газа от сернистых примесей.

Целью изобретения является обеспечение стабильности процесса при работе с серусодержащим газом.

Поставленная цель достигается путем 5 паровой конверсии окиси углерода при 175-425°С в присутствии катализатора типа шпинели на носителе - трехокиси алюминия, в котором в качестве последнего используют шпинель состава Сио,52по,5Ре2О4- 10 MgFei,9Cro,iO4 с добавками окислов калия и цезия.

При этом добавки окислов калия и цезия вводят в количестве 0,1-15 вес. %.

Данный способ позволяет подвергать J5 конверсии серусодержащий газ без предварительной очистки.

Добавки окислов калия и цезия позволяют стабилизировать катализатор и увеличить срок его службы.

20 Пример 1. Катализатор Сио,52по,5Ре2О4 получают совместным осаждением соответствующих гидроокисей металлов в соответствующих количествах. Во время осаждения рН водного раствора нитратов металлов. В котором создана правильная концентрация ионов металлов, снижают до 6,2 добавлением аммиака. Смесь отделяют

фильтрованием, сушат при 130°С в течение 10 час, затем прокаливают ири в течение 6 час.

Методом рентгеновской диффращии установлено, что полученные смешанные кристаллы имеют кристаллическую форму шпинели.

Прокаленные веш,ества просеивают, для конверсии окиси углерода в водород водяным паром применяют частицы диаметром 0,2-0,6 мм.

Затем через слой частиц катализатора пропускают вместе с водяным паром газ следующего состава, по объему:

СО8,0

СОо20,0

HaS0,8

Нг70,6

СН4 .0,6 Условия реакции следуюш,ие: температура 300°С; давлени.е 30 бар (абсолютн.); объемная скорость 3000 л при нормальной температуре и давлении на 1 л катализатора в час; отношение водяного пара к газу равно 1.

89% окиси углерода, находившейся в газе, конвертировалась по следуюш,ей реакции: СО + Н2О г Н2+СО2

Пример 2. Катализатор MgFei.gCro.iOi получают совместным осаждением соответствуюш,их гидроокисей металлов в нужном соотношении. При этом рН водного раствора нитратов металлов, концентрация которого доведена до нужной величины, устанавливается 6,2 за счет добавления аммиака. Смесь фильтруют, осадок сушат при 120°С в течение 10 час и прокаливают при 500°С в течение 6 час.

С пойощью рентгеновской диффракции показано,чтЪ прлученная смесь кристал.лов им.еет форму шпинели, прокаленное вещество просеяли и частицы диаметром 5 0,2-0,6 мм использовали для реакции конверсии окиси углерода в водород с помощью водяного пара. Затем через слой катализатора из этих частиц пропускают газ следующего состава; по объему: 10СО8,0

СО2-20,0

НгЗ0,8

Н270,6

СН40,6

Формула изобретения

1.Способ получения водорода путем паровой конверсии окиси углерода при 175-425°С в присутствии катализатора типа щпинели, нанесенного на трехокись алюминия, отличающийся тем, что, с целью упр01цения процесса за счет исключения стадии предварительной очистки газа от сернистых соединений, в качестве Л атализатора используют шпинель состава Cuo,5Zno,5Fe2O4 или MgFei,9Cro,iO4 с добавками окислов калия и цезия.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что добавки окислов калия и цезия вводят в количестве 0,1-15 вес.%.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе - 1. Иоффе В. Б. Основы производства водорода. М., 1960, с. 117.

2. Патент СССР № 382261, кл. С01 В 1/11, 22.05.73 (прототип).