Катализатор для углекислотной конверсии факельных газов

 

Сущность изобретения: продукт - катализатор (КГ) состава, %: оксид никеля 10.0- 15,0; диоксид кремния 17,0-32.0; оксид магния 6,0-10,5; оксид лития 4,0-8,0; оксид калия 5.0-8,5; оксид алюминия - остальное. КТ получают смешением нитрата никеля, оксидов алюминия, магния и кремния с карбонатами лития и калия в присутствии воды с последующей сушкой, формованием и прокаливанием полученной смеси. Характеристика: повышенная каталитическая активность и устойчивость к зауглероживанию. 1 табл.

СОК)3 СОВЕ ТГКИХ социллистичеГких

РЕСПУБЛИК

ГОсудАРстВеннОГ ВАтентнОе

ВЕДОМСТ BO СССР (ГОспАтен Г сссР) .У 4 1®,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4953766/04 (22) 21.06.91 (46) 30.06.93. Бюл. Рл 24 (75) М.А.Берченко, Н.Ш.Лутидзе и А.Ф.Гросман (56) Патент США M 4349450, кл, 48-214, 1982.

Томас Ч. Промышленные каталитические процессы и эффективные катализаторы. М,: Мир, 1973, с, 163. (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ УГЛЕКИСЛОТНОЙ

КОНВЕРСИИ ФАКЕЛЬНЫХ ГАЗОВ

Изобретение относится к катализаторам для углекислотной конверсии факельных газов и может быть использовано при утилизации факельных газов в нефтеперерабатывающей промышленности и сопутствующих газов в нефтедобывающей промышленности.

Целью изобретения является повышение каталитической активности и устойчивости к эауглероживанию.

Укаэанная цель достигается катализатором КУФ, содержащим оксиды никеля, калия, кремния, алюминия, магния и лития при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Оксид никеля 10,0-15,0

Диоксид кремния 17.0-32 П

Оксид магния 6,0-10,5

Оксид лития 4,0-8,0

Оксид калия 5,0-8,5

Оксид алюминия Относительное

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый соствв катализатора КУФ отличается от известного введением нового компонента, а именно оксида лития и отсутствием в эаяв„.,5U „„1824232 А1

КТ получают смешением нитрата никеля, оксидов алюминия, магния и кремния с карбонатами лития и калия в присутствии воды с последующей сушко1, формованием и прокаливанием полученной смеси. Характеристика; llовышенная Kаталитическая активность и устойчивость к зауглероживанию. 1 табл. ляемом катализаторе компонента — оксида кальция. Охсиды маг ния и лития увеличивают каталитическую активность катализатора. Добавка оксида калия уменьшает зауглероживание катализатора. Это позволяет увеличить активность катализатора при соотношении диоксида углерода к факельному газу 2:1 и снизить эауглероживание катализатора.

В качестве факельного газа используется газ. отжигаемый на Московском нефтеперерабатывающем заводе (МНПЗ) в

Капотне, Ниже дан состав факельного газа.

%:

СН4 22,9 СВНс 5.1 С Н!2 14,3

С2Н4 18,0 СВНВ 0,3 С4Н )о 0,4

С2Нв 19,8 С4НВ 0.7 Нг 3,2

Н2$1,2 !ч2 12,0 СО 2,1

Исходный гаэ после очистки от серозодорода и подогрева до 800 С вместе с диоксидом углерода поступает на катализатор, где происходит каталитическ; я конверсия углеводородов при 800 С.

Пример 1. Отвешивают 1,91 г кристаллогидрата никеля аэотнокислого

И1(МОз)2 6Н20, 14,73 г оксида алюминия, 1824232

АIгоз, 4,73 r оксида кремния. 510г, 2,22 r оксида магния, Mg0, 3,1 г пития углекислого, 1 1гСОз. 2,66 г калия углекислого, КгСОз.

Все компоненты смешивают, добавляя дистиллированную воду, до получения сметанообраэной, однородной массы, Затем этэ масса сушится при температуре 130 С до удаления из нее влаги. Полученную шихту тщательно перемешивают путем растирания до мельчайших частиц, Затем порошок прессуг ют при давлении 3 т/см в брикеты, которые прокаливэют в печи в течение двух часов, плавно поднимая температуру по линейному закону со скоростью 10 С/мин до 750 С.

Перед работой брикеты восстанавливают в токе водорода в течение трех часов при

720 С. При этом оксид никеля восстэ .эвливается до металлического никеля. После этого катализатор КУ© готов к работе в условиях углекислотной конверсии факельных газов, Полученный катализатор содержит, мас. :

АIгоз 53,0

ЫОг 17,0

NiO 11,0

М90 8,0

L1z0 4 г

Кго 6,5

Испытания предлагаемого катализатора показали его высокую катапитическую активность, которая оценивалась по составу продуктов реакции. Катализатор бып опробован при температуре 800 С и соотношение углекислого газа к поступающим факельным газам 2:1. В результате хроматографического анализа был определен состав продуктов реакции, :

Нг 38,3

Nz 1,8

CO 54,6

СН4 2,2

СОг 3,1

Пример 2, Отвешивают

Й1(МОз)г 6Нго 15 14 r

А1гоз 8,9 г

Рог 8,9 г

Mg0 1,95 г

1 1гСОз 4,84 r

КгСОз 3,26 г

Дальнейшие опепэции и обработку проводят так же, как и в примере 1. Полученный катализатор содержит, мас.,(,:

АIгоз 32,0

S I 0 2 32,0

NIO 14,0

MgO 7,0

L1zO 7.0

Кго 8,0

35,2

2,1

53.3

4,1

5,3

16,23 г

9,45 г

6,95 г

После хроматогрэфического анализа конвертированного газа получен состав продуктов реакции, (,:

Нг 29,6

5 Nz 2,3

CO 46,2

СН4 8,4

COz 13,5

Пример 3. Отвешивают

10 NI(NOqg 6Нго 14,05 r

А1гоз 10,0 r

S 102 8.62 г

М90 2,09 r

11г Соз 2,75 г

15 КгСОз 2,04 г

Дальнейшие операции и обработку проводят так же, как и в примере 1. Полученный катализатор содержит, мас. (:

АIгоз 39,5

20 Sipz 31,0

NiO 13,0

Mg0 7,5

LizO 4,0

Кго 5,0

В результате хроматографического анализа конвертированного газа получен состав продуктов реакции, ;

11г и

1чг

30 CP

СНа

COz

Пример 4. Отвешивают

Ni(NOgg 6Нго 10.8 г

35 А1газ 12,79 r

Si Oz 7,37 г

1490 1,67 г

1 1гСОз 4,14 г

КгСОз 2,25 r

40 Дальнейшие операции и обработку проводят так же, кэк в примере 1, Полученный катализатор содержит, мас. $:

А1гоз 46,0

Рог 26,5

45 NiO 10,0

MgO 6,0

Кго 5,5

После хроматографического анализа конвертированного газа получен состав продуктов реакции, :

Нг 37,2

Nz 1,7

СО 53,8

СН4 3,3

55 Сог 4,0

Пример 5. Отвешивают

И1(МОз)г 6Нг0

А1гоз

SiОг

1824232

MgO 2,5 г

1! 2СОз 5,85 г

КгСОз 3,46 г

Дальнейшие операции и обработку проводят так же, как в примере 1, Полученный катализатор содержит, мас. ф:

Alz03 34,0

SiOz 25,0

NIO 15,0

MgO 9,0

020 8,5

К20 8,5

В результате хроматографического анализа получен состав продуктов реакции, :

Н2 34,8

N2 2,1

CO 49,4

СН4 4,5

С02 9,2

Пример 6, Отвешивают

NI(NOah 6Н20 13,0 г

A I 203 11,12 г

SIO2 6,53 г

MgO 2.92 r

02СОЗ 5,51 г

К2 СОЗ 2,45 г

Дальнейшие операции и обработку проводят так же, как в примере 1. Полученный катализатор содержит, мас.7:

AlzO 40,0

Я!02 23,5

NIO 12,0

Mg0 10,5

LI20 8,0

К20 6,0

После хроматографического анализа конвертированного газа получен состав продуктов реакции, ;

Нг 37,5

Nz 2,0

CO 56,4

СН4 1,8

С02 2,4

Пример 7, Отвешивают

М (КОЗ)2 6Н20 15,1 r

AI2Oa 9,73 г

Si0z 8,34 r

MgO 2,36 г

Llz0 3,45 г

К20 3,07 г

Дальнейшие операции и обработку проводят так же, как и в примере 1, Полученный катализатор содержит, мас. :

А(20З 35,0

5 Й02 30,0

NIO 14,0

MgO 8.5

020 5.0

К20 7,5

После хроматографического анализа конвертированного газа получен состав продуктов реакции, :

Hz 33,3

Nz 2,2

СО 47,4

СН4 6.5

СО2 10,6

Формула изобретения

Катализатор для углекислотной конвер35 сии факельных газов, содержащей оксиды никеля, калия, кремния, магния, алюминия и оксид металла-промотора, о т л и ч а ю щ и йс я тем. что, с целью повышения каталитической активности и устойчивости к зауглерожи40 ванию, катализатор в качестве оксида металла-промотора содержит оксид лития при следующем содержании компонентов, мас. :

10,0-15,0

17,0-32,0

6,0-10,5

4,0-8,0

5,0 — 8,5

Остальное

Оксид никеля

Диоксид кремния

Оксид магния

Оксид лития

Оксид калия

Оксид алюминия

50

Испытания заявляемого катализатора

КУФ показали, что, по сравнению с известными катализаторами, заявленный катализатор проявляет высокую каталитическую активность и устойчивость к зауглероживанию. При температуре 800 С и обьемной

25 скорости I 650 ч при соотношении углекис-1 лого газа к факельному газу 2:1 содержание метана на выходе составляет не более 8,4 .

Сравнение активности катализаторов при объемной скорости 1650 ч при темпе-1

30 ратуре 800 С время испытания 10 ч дано в таблице.

1824232

Составитель M.Áåð÷åíêî

Техред М.Моргентал Корректор И.Шулла

Редактор

Заказ 2206 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР а

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101