Катализатор для конверсии окиси углерода

 

КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ КОНВЕРСИИ ОКИСИ УГЛЕРОДА, содержащий окиси железа, хрома, калия и двуокись кремния , отличающийся тем, что, с целью увеличения активности, катализатор содержит указанные компоненты в следующем соотнощении , мас./о: 6-8 Окись хрома 0,2-2,0 Окись калия Двуокись кремния 0,2-2,5 Окись железаОстальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 В 01 J 23/78, С 01 В 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3352215/23-04 (22) 16.11.81 (46) 07.07.85. Бюл. № 25 (72) 3. В. Комова, Э. Л. Фурен, М. С. Фингерова, Г. А. Колесник и Н. Б. Горбачева (53) 66.097.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 566761, кл. С 01 В 2/10, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 138229, кл. В 01 J 23/86, 1960 (прототип) .

„„сЦ„„1165453 А (54) (57) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ КОНВЕРСИИ ОКИСИ УГЛЕРОДА, содержащий окиси железа, хрома, калия и двуокись кремния, отличающийся тем, что, с целью увеличения активности, катализатор содержит указанные ком поненты в следующем соотношении, мас.%:

Окись хрома 6 — 8

Окись калия 0,2 — 2,0

Двуокись кремния 0,2 — 2,5

Окись железа Остальное

1165453

Наиболее близким к предлагаемому является катализатор (2) для конверсии окиси углерода, содержащий окиси железа, хрома, калия, алюминия кальция, магния и двуокись кремния в следующем соотношении, мас%:

Окись железа 74,82

Окись хрома 7,24

Окись калия в составе окисей щелочных металлов 1,5

Окись кальция 1,14

Окись магния 0,46

Окись алюминия 2,75

Двуокись кремния 10,82

Примеси 0,93

Недостатком известного катализатора является его низкая активность в процессе конверсии окиси углерода, которая выражена через константу скорости при 350 С и составляет ОЯ см /г.с.

Цель изобретения — увеличение активности катализатора.

Указанная цель достигается тем, что катализатор для конверсии окиси углерода содержит окиси железа, хрома, калия и двуокись кремния в следующем соотношении, мас %:

Окись хрома 6 — 8

Окись калия 0,2 — 2,0

Двуокись кремния 0,2 — 2,5

Окись железа Остальное

Преимущество предлагаемого катализатора заключается в увеличенной активности по сравнению с известным катализатором: константа скорости при 350 С для предлагаемого катализатора увеличивается до

1,8 — 2,4 против 0,9 см /г.с для известного.

25

35

45

Катализатор получают смешением окиси железа, хромового ангидрида, окиси калия и окиси кремния в присутствии воды. Полученную катализаторную массу перемешивают до пастообразного состояния, формуют экструзией в гранулы, сушат при 20 — 60 С и прокаливают при 400 †4 С.

Изобретение относится к катализаторам, в частности .к катализаторам для конверсии окиси углерода с водяным паром, используемым в производстве аммиака и водорода.

Известен железохромовый катализатор промотироваиный калием, мас.%: окись железа 88; окись хрома 7; окись калия 0,5; примеси — остальное (1), Недостатком указанного катализатора является то, что повышенную активность он проявляет в процессе конверсии окиси углерода при атмосферном давлении. При повышенном давлении и температуре выше

350 С его активность быстро снижается и приближается к активности железохромового катализатора. 15

Процесс конверсии окиси углерода проводят следующим образом. Катализатор загружают в реактор и пропускают окись углерода с водяным паром под давлением

30 атм при 350 С и объемной скорости

8000 ч по сухому газу, содержащему

25 — 30 об.% окиси углерода, при соотношении пар:газ 1:1 в течение 100 ч. Активность катализатора до и после работы определяют по следующей методике: катализатор в количестве 2 см размером зерен

1 — 2 мм загружают в реактор, через который пропускают парогазовую смесь состава, об.%: окись углерода 12,5; азот 12,5; пары воды 75,0, с объемной скоростью 12000 ч (3000 ч по сухому газу) при 350 С и атмосферном давлении. Активность определяют по степени конверсии окиси углерода и выражают константой скорости реакции первого порядка.

Пример I. 200 г окиси железа смешивают с раствором, содержащим 22 г хромового ангидрида, 1,1 г. окиси калия и 1,3 г окиси кремния, перемешивают до получения пастообразной массы, формуют экструзией в гранулы, сушат при 25 С и прокаливают при 450 С. Получают катализатор состава, мас.%: Ре, Оз 90,0; Сг, 0 7,0; К, О 0,5;

Si+ 06; примеси 1,9.

Катализатор в количестве 5 смз (5,5 г) загружают в реактор и проводят процесс конверсии окиси углерода с водяным паром, под давлением 30 атм при 350 С и объемной скорости 8000 ч по сухому газу, содержащему 25 — 30 об.%. окиси углерода, при соотношении пар:газ 1:1 в течение 100 ч.

Определяют активность катализатора до и после работы по методике, описанной выше.

Полученные результаты приведены в таблице (n. 2) .

Пример 2 (сравнительный) 200 г окиси железа смешивают с 40 г каолина и с раствором, содержащим 22 r хромового ангидрида, перемешивают до получения пастообразной массы, формуют экструзией в гранулы, сушат при 30 С и прокаливают при 450 С.

Получают, катализатор состава, мас.%:

ЕЬС 75,6; СГ О, 6,4; ЯОа 10,8; А1,0 3,0; щелочные металлы 1,5; примеси — остальное.

Катализатор загружают в реактор и проводят процесс конверсии окиси углерода под давлением 30 атм при 350 С, как описано в примере 1.

Активность катализатора до и после работы приведена в таблица (п. 1).

Пример 3. Катализатор, содержащий, мас.%: Fe, 0„90,0; Сг, О, 7,0; К,О 0 5;

SiO, 0 6; примеси 1,9, приготовленный по примеру 1, загружают в реактор и проводят на нем процесс конверсии окиси углерода под давлением 30 атм при 400 С, как опи1165453

55 сано в примере 1. Определяют активность катализатора после работы.

Полученные данные приведены в таблице (п. 3).

Пример 4. 200 r окиси железа смешивают с раствором, содержащйм 22 г хромового айгидрида, 1,7 г К О и 2,0 SiO>, формуют экструзией в гранулы, сушат при 30 С и прокаливают при 450 С. Получают катализатор состава, мас.о/o.. Fe,Ñ 89,0; Сг О 7,0;

К О 0,8; SiO, 0,9; примеси 2,3, который загружают в реактор и проводят процесс конверсии окиси углерода под давлением 30 атм при 350 С, как описано в примере 1. Определяют активность катализатора после работы и активность свежего катализатора.

Полученные данные приведены в таблице (п. 4).

Пример 5. Катализатор, содержащий, мас. /o. Fe,O, 89,0; Сг Оз 7,0; К,О 0,8;

SiOz 0,9; примеси 2,3; приготовленный по примеру 4, загружают в реактор, проводят процесс коверсии окиси углерода под давлением 30 атм при 400 С, как описано в примере 1. Определяют активность катализатора.

Полученные данные приведены в таблице (п. 5).

Пример б. 200 г окиси железа смешивают с раствором, содержащим 22 г хромового ангидрида, 2,1 г К,О и 2,5 г SiO<, формуют экструзией в гранулы, сушат при 30 С и прокаливают при 450 С. Получают катализатор состава, мас.о/о. .Fe,Î 88,0; Cr,O 6,5;

К О 1,0; SiO, 1,2; примеси 3,3. Катализатор загружают в реактор и проводят процесс конверсии окиси углерода под давлением

30 атм при 350 С, как описано в примере 1.

Определяют активность свежего катализатора и катализатора после работы.

Полученные данные приведены в таблице (п. 6).

Пример 7. Катализатор, приготовленный по примеру 6, содержащий мас. /o. Fe,О 88,0;

Сц Оз 6,5; Q О 1,0; $1С 1,2; примеси 3,3, загружают в реактор и проводят процесс конверсии окиси углерода под давлением

30 атм при 400 С, как описано в примере 1.

Определяют активность катализатора после работы.

Полученные результаты приведены в таблице (п. 7) . °

Пример 8. 200 г окиси железа смешивают с раствором, содержащим 22 г хромового ангидрида, 3,2 г К О и 4,0 г SiO, формуют экструзией в гранулы, сушат и прокаливают. Получают катализатор состава, мас.о/ц .

Ре Оь 86,0; СТО 6,0; К,О 1,5; SiO 1,8; примеси 4,7. Катализатор загружают в ре= актор и проводят процесс конверсии окиси углерода с водяным, паром под давлением

30 атм при 350 С, как описано в примере 1.

Определяют активность свежего катализатора после работы.

Полученные данные приведены в таблице (и. 8).

Пример 9. Катализатор, приготовленный по примеру 8, содержащий, мас. /о. Fe,О

86,0; Cr, О 6,0; К О 1,5; SiO> 1,8; примеси 4,7, загружают в реактор и проводят процесс конверсии окиси углерода под давлением 30 атм при 400 С, как описано в примере 1. Определяют активность катализатора после работы.

Полученные данные приведены в таблице (и. 9).

Пример 10. 200 г окиси железа смешивают с раствором, содержащим 22 r хромового ангидрида, 2,3 г К, О и 1,3 г SiO>, формуют экструзией в гранулы, сушат, прокаливают.

Получают катализатор состава, мас.%..

F O, 91,0; Cr О 6,5; К О 1,1; $10 0,6; примеси 0,8. Катализатор загружают в реактор и проводят процесс конверсии окиси углерода под давлением 300 атм при 350 С, как описано в примере 1. Определяют активность свежего катализатора и после работы. Полученные данные приведены в таблице (п. 10) .

Пример 11. 200 г окиси железа смешивают с раствором, содержащим 23 г CrQ, 1,3 г К О и 0,4 г SiO, формуют экструзией в гранулы, сушат и прокаливают. Получают катализатор состава, мас.о/o: Ее О 90,0;

Сг,О, 8,0; К,О 0,6; SiO, 0,3; примеси 1.1.

Катализатор загружают в реактор и проводят процесс конверсии окиси углерода под давлением 30 атм при 350 С, как описано в примере 1. Определяют активность свежего катализатора и после работы.

Полученные данные приведены в таблице (п. 11).

Пример 12. 200 г окиси железа смешивают с раствором, содержащим 22 г CrO>, 2,1 г К О и 2,0 r $10, формуют массу экструзией в гранулы, сушат и прокаливают.

Полученный катализатор состава, мас.о/О.

Fe,O 90,0; Cr, О 7,0; К,О 1,0; SiO, 0,9; примеси 1,1, загружают в реактор и проводят процесс конверсии окиси углерода под давлением 30 атм при 350 С, как описано в примере 1. Определяют активность катализатора свежего и после работы.

Полученные данные приведены в таблице (п. 12).

Пример 18. 200 r окиси железа смешивают с раствором, содержащим 22 г СгО, 1,7 г К О и 0,5 r SiOq, до образования пастообразной массы, формуют экструзией в гранулы, сушат и прокаливают. Получают катализатор состава, мас. /о. Fe, О, 91,0;

Сг, О> 7,0; К,О 0,8; SiO> 0,2; примеси 1,0.

Катализатор загружают в реактор и проводят процесс конверсии окиси углерода под давлением 30 атм при 350 С, как описано в

1165453

350 0 9 0 7

10,8

6,4

1 75,6

2 90

3 90

4 89

5 89

6 88

0,6

0,5

7,0

0,6

0,5

7,0

0,9

0,8

7,0

1,1 400 2,2

1 2 350 22

1,6

0,9

0,8

7,0

6 5

1,0

1,2

1,7

1,0

6 5

7 88

1,2

6,0

1,8

1,5

8 86

9 86

10 91

11 90

1,8

6,0

1,5

0,6

6 5

0,55 350 2,1

0 5 350 2 5

1,6

0,6

0,3

8,0

1,7 примере 1. Определяют активность катализатора свежего и после работы.

Полученные данные приведены в таблице (п. 13).

Пример 14. 200 г окиси железа смешивают с раствором, содержащим 22 r CrO>, 1 5 г K O и 1,3 г SiOi, формуют экструзией в гранулы, сушат и прокаливают. Полученный катализатор состава, мас.о/o. Fe O 91,0;

Cr О 7,0; К О 0,7; SiO, 0,6; примеси 0,7, загружают в реактор и проводят процесс конверсии окиси углерода под давлением

30 атм при 350 С, как описано в примере 1. .Определяют активность катализатора свежего и после работы.

Полученные данные приведены в таблице (п. 14).

Пример 15. 200 г окиси железа смешивают с раствором, содержащим 22 г СгОу, 0,5 г К О и 0,7 г SiO, формуют экструзией в гранулы, сушат и прокаливают. Получают катализатор состава, мас.о/o. Fe,O 92,0;

Cr,О 7,0; К О 0,2; SiQ 0,3; примеси 0,5, Катализатор загружают в реактор и проводят процесс конверсии окиси углерода под давлением 30 атм при 350 С, как описано в примере 1. Определяют активность свежего катализатора и катализатора после работы.

Полученные данные приведены в таблице (п. 15).

Пример 1б. 200 г окиси железа смешивают с раствором, содержащим 22 г «ромового ангидрида, 4,4 г К О, 5,5 г SiO, формуют экструзией в гранулы, сушат и прокаливают. Получают катализатор состава, мас.о/О Feë Оз 85 0; Cr O> 6,5; К О 2,0;

Si+ 2,5; примеси 4,0.

Катализатор загружают в реактор и проводят процесс конверсии окиси углерода под давлением 30 атм при 350 С, как описано

15 в примере 1. Определяют активность свежего катализатора и катализатора после работы.

Полученные данные приведены в таблице (п. 16).

Предлагаемое изобретение дает возможность увеличить активность катализатора в

2 — 2,5 раза и сохранить повышенную активность в процессе конверсии.

1,2 350 2,2 1,7

1,2 400 2,2 1,3

1,1 350 22 20

1,2 400 2,2 1,5

1,2 350 2,0 1,6

1 2 400 2 0 1 2

1165453

Продолжение табл.

1,9

09 350 22

0,9

1,0

7,0

0,2

0,8

7,0

0,6

0,7

7,0

1,5

1 5 350 2 0

0,3

0,2

7,0

6 5

2,5

2,0 Остальное — инертные примеси.

+Ф

Щелочные металлы

Составитель Т. Белослюдова

Техред И. Верес Корректор А. Обручар

Тираж 541 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор В. Петраш

Заказ 4262/11

12 90

13 91

14 91

15 92

16 85

6 7 8 9

0,25 350 2,2 1,8

0,85 350 2,4 1,8

1,25 350 1,8 1,5