[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

HU227856B1 - New catalytic device for the implementation of a reaction in a gaseous medium at high temperature - Google Patents

New catalytic device for the implementation of a reaction in a gaseous medium at high temperature Download PDF

Info

Publication number
HU227856B1
HU227856B1 HU0301700A HUP0301700A HU227856B1 HU 227856 B1 HU227856 B1 HU 227856B1 HU 0301700 A HU0301700 A HU 0301700A HU P0301700 A HUP0301700 A HU P0301700A HU 227856 B1 HU227856 B1 HU 227856B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
catalyst device
holder
textured material
corrugated
reaction
Prior art date
Application number
HU0301700A
Other languages
English (en)
Inventor
Joseph Steffen
Original Assignee
Butachimie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Butachimie filed Critical Butachimie
Publication of HUP0301700A2 publication Critical patent/HUP0301700A2/hu
Publication of HU227856B1 publication Critical patent/HU227856B1/hu

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J12/00—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J12/00—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor
    • B01J12/007—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor in the presence of catalytically active bodies, e.g. porous plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J15/00—Chemical processes in general for reacting gaseous media with non-particulate solids, e.g. sheet material; Apparatus specially adapted therefor
    • B01J15/005—Chemical processes in general for reacting gaseous media with non-particulate solids, e.g. sheet material; Apparatus specially adapted therefor in the presence of catalytically active bodies, e.g. porous plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/248—Reactors comprising multiple separated flow channels
    • B01J19/2485—Monolithic reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/248—Reactors comprising multiple separated flow channels
    • B01J19/249—Plate-type reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • B01J35/57—Honeycombs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/58—Fabrics or filaments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/20—Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
    • C01B21/24—Nitric oxide (NO)
    • C01B21/26—Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia
    • C01B21/265—Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia characterised by the catalyst
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C3/00—Cyanogen; Compounds thereof
    • C01C3/02—Preparation, separation or purification of hydrogen cyanide
    • C01C3/0208—Preparation in gaseous phase
    • C01C3/0212—Preparation in gaseous phase from hydrocarbons and ammonia in the presence of oxygen, e.g. the Andrussow-process
    • C01C3/0216—Preparation in gaseous phase from hydrocarbons and ammonia in the presence of oxygen, e.g. the Andrussow-process characterised by the catalyst used
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2451—Geometry of the reactor
    • B01J2219/2456—Geometry of the plates
    • B01J2219/2459—Corrugated plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2461—Heat exchange aspects
    • B01J2219/2462—Heat exchange aspects the reactants being in indirect heat exchange with a non reacting heat exchange medium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2476—Construction materials
    • B01J2219/2477—Construction materials of the catalysts
    • B01J2219/2481—Catalysts in granular from between plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2491—Other constructional details
    • B01J2219/2498—Additional structures inserted in the channels, e.g. plates, catalyst holding meshes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/42—Platinum

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

KATALIZÁTORESZKÖZ, REAKTOR, VALAMINT REAKCfQFOLYAMAT GÁZ HALMAZÁLLAPOTÚ KÖZEGBEN MAGAS HŐMÉRSÉKLETEN EXÖYERM REAKCIÓ VÉGREHAJTÁSÁRA
A jelen találmány gáz halmazállapotú közegben magas hőmérsékleten végbemenő katalitikus reakciókhoz, például ammónia oxidációjához és HCN szintézishez kapcsolódik, A jelen találmány tárgya közelebbről tekintve olyan továbbfejlesztett katalizátoreszköz, amely a szóban forgó típusú reakcióban használható. A találmány tárgya emellett egy, a szóban forgó katalizátoreszközt tartalmazó reaktor, továbbá egy reakciófolyamat is.
Áz ammónia oxidációja a salétromsav-gyártás területén széles körben alkalmazott módszer. A folyamat, amelyet Östwaid folyamatként Ismerünk, olyan szakasszal rendelkezik, amelynek során jellemzően 5-15 térfogattá, speciálisan 10-12 térfogattá levegőt tartaimaző előhevitett ammőnía/levegő keveréket (standard hőmérséklet- és nyomásviszonyok mellett mért) nagy lineáris sebességgel reaktor transzverzális keresztmetszetében elterülő katalizátoreszközön vezetnek keresztül.
A hidrogén-clanid (HCN) ammóniából és valamilyen gáz halmazállapotú szénhidrogénből egyetlen műveletben történő szintézise, amelynél az endoterm reakcióhoz szükséges hőt katalizátor jelenlétében oxigénnel, vagy valamilyen oxigént tartalmazó gázzal, például levegővel való szimultán égési reakciók biztosítják, egy immár nagyon régen ismert művelet (isd, például az 03-1,934,838 sz. amerikai szabadalmat). A szóban forgó folyamat Andrussow folyamatként
Ismeretes.
A reakciók fenti két típusánál platina csoportból származó katalizátorokat használnak, általában sík szövött fémháló formájában. A szóban forgó katalizátorok tényleges üzemi keresztmetszetének a reaktor méretei korlátot szabnak.
S834S-1S43/SZT-KO ο
♦'*· *>(.
A szóban forgó reaktorok termelékenységének fokozása céljából tehetőség van a katalizátor fémhálók számának a növelésére. Mindazonáltal egy bizonyos vastagságot követően az eredményként fellépő nyomásesés a reagens áramának növekedésével szemben hat, és egy jobb konverziós kitermelés hatásait semlegesíti. Továbbmenve, a vastagságban bekövetkező növekedés másodlagos reakciókat segíthet elő. Mindezek fényében a pillanatnyi álláspont szerint a termelés fokozásakor fellépő nehézségek
- a nyomáseséseknek,
- az aktív katalizátorhelyek számának (az érintkezési felületnek), valamint
- a katalizátor reagensekkel való érintkezési idejének köszönhetőek.
A katalizátor tényleges felületének növelésére az US-5,160,722 sz. és az US-5,356,603 sz. amerikai szabadalmak transzverzális h államosítással megvalósított katalizátor fémhálók alkalmazását javasolják. Habár a felület Ily módon megnövekszik, a szóban forgó hullámositásokat kis maximális kitérésekkel valósítják meg. Ráadásul, egy Ilyen típusú összeállítás alakfartása csupán valójában legfeljebb 8Ö0cC hőmérsékletekig tehetséges. Ezen hőmérsékíetérték felett a fém mechanikai tulajdonságai elégtelenné válnak, és a nyomásesés növekedése hatására a hajlítások, vagy a huítámosítások megereszkedésre hajlamossá válnak. Ennek eredményeként egy ilyen eszköz élettartama rendkívül rövid, így ipari alkalmazással összeegyeztethetetlen.
Az EP-931,585 sz. európai szabadalmi bejelentés katalizátor fémhálók sugárirányban hullámosítoft korongok, vagy kúpok formájában történő alkalmazását tárgyalja olyan formában, amelynél a hullámositásokat egy, a geometriai tengelye körül elforduló égőfej követni tudja. Az előzőekben említett problémák mindazonáltal továbbra is megmaradnak.
A jelen találmánnyal éppen ezért célunk olyan, katalizátort tartalmazó katalízátoreszköz biztosítása, amely egyrészt nagyobb geometriai felülettel rendelkezik, másrészt pedig a reakciókörülményeknek a nyomásesés jelentős mértékű megemelkedése, vagy a másodlagos reakciók felerősödése nélkül képes ellenállni.
φ β ♦*
Φ
Φ ’Φ >:* ΦΦ-,
3« '♦* φ ♦ Φφ»
Ezen célunkat olyan katalizátoreszkőz megvalósításával értük el, amely tartalmaz » a szóban forgó reakcióban katalizátorként hatékony legalább egy textúráit anyagot, * gázok áthaladását lehetővé tevő szerkezetű legalább egy első kerámia részt tartalmazó tartót, ahol a tartó első részének hulíárnosított felülete van, és ahol a sík felülethez viszonyított hullámosítással elért β felületi terület növekedés legalább egyenlő a fűrészfog alakú huilámosítás mellett számított oe felületi terület növekedéssel, és annak értéke mintegy 1,1 és mintegy 3 közé esik, továbbá a textúráit anyag a fartő első részének huilámosltott felületével szemben van rögzítve, és követi annak formáját.
Előnyösen, a textúráit anyagnak a tartó első része huilámosltott felületével szembeni rögzítését lehetővé tevő eszközt a kerámia tartónak a gázok áthaladását lehetővé tevő szerkezetű második része alkotja, amely második résznek huilámosltott, az első rész huilámosított felületével lényegében homológ és komplementer felülete van, továbbá a második rész a bullámositotf felületek egymással szemben való elhelyezkedését, valamint a textúráit anyagnak a huilámosított felületek közé esését és azok formájának követését biztosítón van elrendezve, és a nyomásesés. Ennek eredményeként a nyomásesés az így létrehozott katalizátoreszkőz teljes egészén előnyösen lényegében homogén.
A textúráit anyagot a hordozó első részének huilámosított felületével szemben mindazonáltal egyéb hagyományos, a területen járatos szakember számára ismert megoldás alkalmazásával is rögzíthetjük.
A „textúráit anyag” megjelölés alatt itt és a következőkben egyenes és/vagy spirál alakú összetevők formájában megvalósított, gázok áleresziését lehetővé tevő csíkok, vagy huzalok tetszőleges összeállítását értjük. Az Ilyen összeállítást például fémháló, szövött áru, kötött áru, vagy nemezes típusú összeállítás képezheti, amelyek különféle technikákkal, például szövéssel, köléssel, varrással, hímzéssel, valamint ezekhez hasonló további eljárásokkal állíthatók elő.
xs; 44‘V* *»,*»
A „lényegében homológ és komplementer hullámos két felület” megjelölés alatt Itt és a következőkben két felület tetszőleges olyan kombinációját értjük, amely hasonló méretű és formájú buliámosítással rendelkezik, vagyis másként mondva lényegében azonos mértékű β felületi terület növekedéssel rendelkezik, ahol a felületi területet oly módon alakítjuk kí, hogy a szóban forgó két felület egymással szembeni elrendezésekor a hullámösüásök egymással komplementerek.
A tartónak előnyösen méhsejt szerkezete van.
A huilámosltás előnyösen a β felületi terület növekedést az α felületi terület növekedéssel egyenlővé tevő fűrészfog huilámosltás, speciálisan a β felületi terület növekedés értéke mintegy 1,4.
A textúráit anyagot előnyösen fémháló képezi.
A találmány szerinti megoldások további előnyei a területen járatos szakember számára az alábbi kitaniíásból a csatolt rajz alapján nyilvánvaló, ahol az
- 1, ábra a találmány szerinti katalizátoreszköz egyik példaként! kiviteli alakját szemlélteti vázlatosan; a
- 2. ábra azon paramétereket tükrözi, amelyek ismeretében lehetőség van arra, hogy förészfog alakú huilámosltás mellett az a. felületi terület növekedést kiA találmány szerinti kataiizátoreszköz 2 tartója kerámiából van, amelynek szerkezete lehetővé teszi gázok áthaladását. Az ilyen kerámiákra, a teljesség igénye nélkül, a kerámia habok, vagy a kerámia kompozitok szolgáltatnak példákat. A 2 tartó méhsejt előnyösen szerkezettel rendelkezik. A „kerámia” megjelölés alatt itt és a következőkben tetszőleges olyan tűzálló anyagot értünk, amely képes azon hőmérsékletnek ellenállni, amelyre a többek között gőzt tartalmazó reakcíóközegben a katalizátor platina fémhálót felhevitjük, Az Ándrussow folyamat szerinti HCH szintézisnél történő alkalmazás esetén ezen hőmérséklet elérheti az 12Ö0sC-ot Ennek megfelelően az ilyen esetekben alkalmas anyagok aiuminlum-oxidon alapulnak és (10-60 tömeg% között) változó mennyiségű szilíciumot, továbbá (egyenként 1-20 tömeg% között) változó
-5~ ♦ * * « * * * ♦ *·* fi · fi
44 >*·«♦« ’ « « z# >» X ♦ M** * *** » x * x » *♦*«. « φ *** 4 w< mennyiségű magnézium-, cirkónium-, titán~ és cérium-oxidot tartalmazhatnak, A szóban forgó anyagok a teljesség igénye nélkül a szilíoium-dioxid (szilíka, SIÓ·?), a sziticium-kafbid (SIC), a szilioium-nitrid (Sí3N.í), a szilícium-borid, a szilícium-boronitrid, az aiuminium-oxid (timföld, AI2O3)S az aiummium-szilikát (3AI2O3-2SÍO2), az alumlnium-boroszillkát, a szénszálak, a cirkónlum-oxid (ZrGs), az itlrium-oxid (Y2O3), a kalcium-oxid (CaO), a magnézium-oxid (MgO), valamint a kordierft (MgO-AbOs-SiOs) közűi egy vagy több vegyületet tartalmazhatnak. Előnyösen a Stettner cégtől származó StettatsX329 kerámiát használjuk, amelynek jellemzőit az alábbi 1. táblázatban foglaltuk össze.
valamint ezekhez hasonló további ismert technikáknak megfelelően alakítjuk A szóban forgó anyagokat ezt követően a későbbi üzemi viszonyokkal összeférő mechanikai tulajdonságok elérése céljából magas (>130CTC) hőmérsékleten kalclnáljuk. Ezen kombinált műveleteknek az anyagoknak olyan szerkezetet kell adniuk, amely lehetővé teszi a gázok áthaladását. Ezen szerkezet például a térbeli közlekedésre alkalmas cellák formájában (habok), vagy kör alakú, vagy poligonáíis (négyzet, téglalap, hatszög, valamint ezekhez hasonló alakzatnak megfelelő) keresztmetszetű méhsejfek formájában áll elő.
A találmány szennti katallzáforeszkőz katalizátorként hatékony textúráit 1 anyagát speciálisan egy, a platina csoportból származó katafeátorfém képezi, * φφφφ » ζ « *.♦*» <ί ’, «Φ ΚΦ βφφ *** ♦**φ Λ.
* . * φφφ * φ φφ β
-δ azt platinából rádiumból, irídiumból palládiumból ozmiumből, ruténíumból, vagy a szóban forgó fémek közül kettőnek vagy főbbnek a keverékéből vagy ötvözetéből készíthetjük. A textúráit 1 anyag előnyösen platina, vagy piatina/rédium ötvözet. Egy lehetséges másik kiviteli alaknál a szóban forgó katalizátort egy, a platina csoportból a fentiek szerint választott katalizátorból és legalább egy további, a teljesség Igénye nélkül például cériumot, kobaltot, mangánt, magnéziumot és kerámiát tartalmazó anyag alkotta keverék formájában állíthatjuk elő.
A 2 tartó 6 és 7 felületeinek hullámosltása tetszőleges típusé lehet, azt speciálisan fürészfog alaké hullámosítás képezi.
A fürészfog alaké bullámositást az egyes bordák ő magasságával és két szomszédos borda közötti d távolsággal határozhatjuk meg. Az ilyen típusú hullámosítássál elért o. felületi terület növekedést ennélfogva ezen két (a 2. ábrán az a~yí4h2 -rd yb’d összefüggéssel számíthatjuk.
A találmány szerinti megoldásnak megfelelő tetszőleges típusú huílámosítással elért β felületi terület növekedés értéke legalább az α értékével egyenlő, azt előnyösen az 1,1-3 tartományba esőn választjuk meg. Ennek oka, hogy az α ~ 1,1 a felületi terület 1ö%~os növekedésének felei meg. Ezen érték alatt a szóban forgó hullámosítás előnyei nem nagyon nyilvánvalóak, A β ~ 3 érték fölött egy ilyen eszköz alkalmazása bonyolulttá válik. A találmány szerinti fűrészfog alakú hullámosítás előnyösen d = 2h hosszúságú szárakkal rendelkező, egyenlő szárú háromszögprofillal rendelkezik, ami az α értékét illetően kb, 1,40nek felei meg, vagyis a felületi terület növekedése kb. 40%-os,
A jelen találmány magas hőmérsékleten gáz halmazállapotú közegben exoterm reakcióhoz való, általában véve kör alakú transzverzális keresztmetszettel rendelkező olyan reaktorhoz is kapcsolódik, amely transzverzális keresztmetszetében terjedőn a találmány szerinti katalízátoreszközt tartalmazza.
♦ ♦ *♦ «ΦΦΧ »» φφφ * ♦ * « * * * £'**·♦ * ** »«« X* >»Φ *** *** ·' * * * · * 7 . * * * ύ» -..*** * * ♦ *
Továbbmenve, a jelen találmány gáz halmazállapotú közegben magas hőmérsékleten zajló olyan reskcíófolyamafhoz, például ammónia oxidációjához, vagy HCN szintézishez is kapcsolódik, amelynél a találmány szerinti katalizátoreszközt, vagy reaktort alkalmazzuk.
A találmány szerinti megoldás egyik speciális kiviteli alakjánál a találmány szerinti folyamatot HCN szintézise képezi, és a folyamat olyan szakaszt foglal magában, amelynek keretében valamilyen szénhidrogént, előnyösen metánt, továbbá ammóniát és oxigént tartalmazó gázkeveréket 8ŐÖ-14OÖ°C közé eső hőmérsékleten a találmány szerinti kataiízátoreszközőn vezetünk keresztül, melynek eredményeként a reakciót követően legalább 5 térfogata HCN4 tartalmazó gázáramot kapunk.
A találmány szennti HCN szintézisre szolgáló folyamatban alkalmazott szénhidrogént valamilyen szubsztituált, vagy szubsztituálatlan és alifás, ciklikus, vagy aromás szénhidrogén, vagy Ilyenek keveréke képezheti. A szóban forgó szénhidrogének közé tartozik például a teljesség igénye nélkül a metán, az etilén, az elán, a propilén, a propán, a bután, a metanol, valamint a toiuot A szénhidrogén előnyösen metán.
A jelen találmány a találmány szerinti katallzátoreszköz előállítására szolgáló folyamathoz is kapcsolódik, amelynek keretében a textúráit 1 anyagot a 2 tartó 3 részének huliámosifott 6 felületével szemben lehengentjűk, ezáltal a textúráit 1 anyag kőveti a 8 felület alakját, majd az 1 anyagot valamilyen rőgzltőeszköz segítségével ezen helyzetében rögzítjük.
A szóban forgó rőgzltőeszköz előnyösen mechanikai eredetű és azt a 2 tartó második 4 része képezi, amelynek hullámositott 7 felülete a szóban forgó textúráit 1 anyagnak a 2 tartó 3 része hullámositott 6 felületével átellenes felüAz ily módon készített összetétel előnyösen olyan kis nyomásesést hoz létre, amely a reaktor keresztmetszetében tekintve lényegében homogén.
A találmány szerinti katalizátoreszköz 1. ábra szerinti vázlatos péídakénti kiviteli alakja textúráit 1 anyagból készített huliámosifott fémhálók kombinációjából, továbbá a két 3, 4 rész képezte hullámositott kerámia 2 tartóból épül fel,
» ♦ ♦ φ φ ,. φ « ίί $*♦·„»*·
Φ* Φ> * X *** ♦-♦♦» * * ♦ _ * ♦ X « « <
* * * * X ahol a két 3, 4 résznek hullámositott 8. 7 felületei vannak. A textúráit 1 anyagból lévő fémhálók a 2 tartó 3,4 részeinek 8,7 felületei között terülnek el.
A 2 tartó 3, 4 részei kör alakú vagy pollgonális (négyzet, téglalap, hatszög, valamint ezekhez hasonló egyéb alakzat formáját követő) keresztmetszettel rendelkező, méhsejt szerkezetű kerámiából vannak.
PÉLDA A TALÁLMÁNY SZERINTI KATAUZATORESZKÖZ ELŐÁLLÍTÁSÁRA
A találmány szerinti megoldás értelmében a 2 tartó hullámositott alakját a kaicinálást megelőzően (az öntési szakaszban), vagy a kaicinálást kővetően alakíthatjuk ki háromszög keresztmetszetű hasábok egymáshoz illesztésével és
A katalizátortöltetet alkotó platina fémhálók kombinációját ezt követően a huliámositötf 2 tartó 3 és 4 részeit képező két réteg közé helyezzük be. A szóban forgó elrendezési műveletet a 2 tartó hullámositott 3 része fölött elliptikus alakú fémhálók kombinációjának a iegördítésével valósítjuk meg, a fémhálók kombinációját a 2 fartő 3 részének huilámosifásaira tesszük rá, miután a 2 tartót egy kör alakú keresztmetszettel rendelkező reaktor alapját képező üreges 11 téglákon rendeztük el. Az elliptikus fémhálók szélessége megegyezik a reaktor belső átmérőjével. Azok hossza: egyenlő a β felületi terület növekedés korábban szélességgel A hullámositott anyag 4 részét képező felső réteg mechanikailag lehetővé teszi a textúráit 1 anyagból lévő fémhálók röozitését, miközben a kombinációk teljes feltárt felületén nyomásesést alakit ki. Az igy kialakított kafaüzáforeszközre ezt követően 10 hőpajzsof helyezünk rá, ami lehetővé teszi a reakció, valamint az aktiválási energia teljes egészének a fémhálók felületének legközelebbi pontjára történő korlátozását. Magok az üreges 11 téglák a reaktor 12 forraló csövein vannak elrendezve, amely 12 forraló csövek tűzálló 13 cementből vannak.
Teljesítmény
A találmány szerinti katalizátoreszköz alkalmazása lehetővé teszi, hogy ugyanazon reaktor esetén a katalizátor és a reagensek közötti érintkezési területet megnöveljük,. Ez a reagensek ugyanazon eredő átáramló mennyisége mellett meghővekedett termelékenységet, továbbá egy minimális és lényegé- 9 _
S ♦-> Φ > »* * » * v V A 4 ϊ «' $&**»♦ Φ « X* ;♦♦♦»«» r. ♦;,« bee állandó nyomásesést eredményez, ami hosszabb termelés! szakaszokat tesz lehetővé, ráadásul mivel egy ilyen eszköz a reaköióviszonyőknak ellenáll, speciálisan nincs mechanikai deformációnak kitéve.
Az alábbi 2. táblázatban egy találmány szerinti katallzátoreszközzel felszerelt, napjainkban alkalmazott jellemző összeállítás teljesítményére vonatkozó adatokat foglaltunk össze.
2. Táblázat
napjainkban használatos' síkbeli összeállítás találmány szerinti megoldás: hullámosított összeállítás
felületi terület növekedés (a) 1,0 1,4
termelékenység (előállított HCM kg egységekben kifejezett mennyisége 1 t levegőre és 1 kg katalizátorra vetítve) 2,00 2,16
nyomásesés növekedése (kezdeti nyomásesés % egységekben kifejezett havi értéke) 29 5
vizsgálat időtartama (termelési órák száméban mérve) 903 3138
* Λ

Claims (14)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Katalízátoreszköz gáz halmazállapotú, közegben magas hőmérsékleten reakció, példáik HCH szintézis, vagy ammónia oxidáció végrehajtására, azzal /elemezve, hogy tartalmaz « a szóban forgó reakcióban katalizátorként hatékony legalább egy textúráit anyagot (1), « gázok áthaladását lehetővé tevő szerkezetű legalább egy első kerámia részt (3) tartalmazó tartót (2), ahol a tartó (2) első részének (3) hullámcsitott felülete (6) van, és ahol a sík felülethez viszonyított hullámos ítással elért β felületi terület növekedés legalább egyenlő a fűrészfog alakú hullámosítás mellett számított « felületi terület növekedéssel és annak értéke mintegy 1,1 és mintegy 3 közé esik, továbbá a textúráit anyag (1) a tartó (2) első részének (3) hullámcsitott felületével (8) szemben van rögzítve, és követi annak formáját.
  2. 2. Az 1, igénypont szerinti katallzáfcreszköz, azzal jellemezve, hogy a textúráit anyagnak (í) a tartó (2) első része (3) bullámositott felületével (8) szembeni rögzítését lehetővé tevő eszközt a kerámia tartónak (2) a gázok áthaladását lehetővé tevő szerkezetű második része (4) alkotja, amely második résznek (4) hullámosított, az első rész (3) bullámositott felületével (8) lényegében homológ és komplementer felülete (7) van, továbbá a második rész (4) a hullámosított felületek (8, 7} egymással szemben való elhelyezkedését, valamint a textúráit anyagnak (1) a hullámosított felületek (8, 7} közé esését és azok formájának követését biztosítón van elrendezve, és a nyomásesés az igy létrehozott kataílzátoreszköz teljes egészén előnyösen lényegében homogén.
  3. 3. Az 1. vagy a 2. igénypont szerinti katalízátoreszköz, azzalye/femezve, hogy a tartónak (2) méhsejt szerkezete van.
  4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti katalízátoreszköz, azzal ye//ernezve. hogy a hullámosítás a β felületi terület növekedést az α felületi terület növekedéssel egyenlővé tevő fűrészfog hullámosítás.
  5. 5. A 4, igénypont szerinti katalízátoreszköz, azzal ye/femezve, hogy a β felületi terület növekedés értéke mintegy 1,4.
  6. 6. Az 1-5, igénypontok bármelyike szerinti katalizátoreszköz, azzal ye/femezve, hogy a textúráit anyagot (1) fémháló képezi,
  7. 7. Reaktor gáz halmazállapotú közegben magas hőmérsékleten exoterm reakcióhoz, amely reaktornak jellemzően kör alakú transzverzális keresztmetχρΚ r,:. ::· szele ven, azzal jeliamezve, hogy transzverzális keresztmetszetében egy, az 1-6, igénypontok bármelyike szerinti katalizátoreszközt tartalmaz,
  8. 8. A z. igénypont szerinti reaktor, azzal;e//emezves hogy az exoterm reakciót HCN szintézis képezi.
  9. 9. A 8. igénypont szerinti reaktor, azzal jeí/emezve, hogy a katalizátoreszköz reaktor alapját képező üreges téglákon (11) helyezkedik el és höpajzzsal (10) van fedve,
  10. 10. Reakciófolyamat gáz halmazállapotú közegben magas hőmérsékleten, azzal jellemezve, hogy végrehajtása során az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti katalizátoreszköz, vagy a 7-9. igénypontok bármelyike szerinti reaktor kerül alkalmazásra.
  11. 11. A 10. igénypont szerinti reakdófolyamat, azzal ye/femezve, hogy azt NCR szintézis képezi.
  12. 12. A 11, igénypont szerinti reakdófolyamat, azzal ye/temezve, hogy az 1 -6 igénypontok bármelyike szerinti katalizátoreszközön 800°C és 1400*€ közé eső hőmérsékleten szénhidrogént, előnyösen metánt, továbbá ammóniát és oxigént tartalmazó gázkeveréket átvezetve a reakciót követően legalább 5 térfogatié HCN-t tartalmazó gázáramét kapunk,
  13. 13. Eljárás az 1-6, igénypontok bármelyike szerinti katalizátoreszköz előállítására, azzalye/femezve, hogy a textúráit anyagot (1) a hullámosított tartó (2) első részének (3) felületével (6) szemben legördítve a textúráit anyagot (1) a felület (8) alakját követővé tesszük, majd rögzitöeszköz segítségévei a textúráit anyagot (1) ebben a helyzetében rögzítjük.
  14. 14. A 13. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy mechanikai rögzitöeszközt alkalmazunk, amit a tartó (2) második részeként (4) biztosítunk, és a tartó (2) második részének (4) felületével (7) a textúráit anyagnak (1) a tartó (2) első részének (3) felületével (6) átellenes felületét borítjuk be.
HU0301700A 2000-07-28 2001-07-27 New catalytic device for the implementation of a reaction in a gaseous medium at high temperature HU227856B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0009937A FR2812221B1 (fr) 2000-07-28 2000-07-28 Nouveau dispositif catalytique pour la mise en oeuvre d'une reaction en milieu gazeux a haute temperature
PCT/IB2001/001692 WO2002010067A1 (en) 2000-07-28 2001-07-27 New catalytic device for the implementation of a reaction in a gaseous medium at high temperature

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HUP0301700A2 HUP0301700A2 (en) 2003-08-28
HU227856B1 true HU227856B1 (en) 2012-05-02

Family

ID=8853034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0301700A HU227856B1 (en) 2000-07-28 2001-07-27 New catalytic device for the implementation of a reaction in a gaseous medium at high temperature

Country Status (19)

Country Link
US (1) US7101525B2 (hu)
EP (1) EP1307401B1 (hu)
JP (1) JP5000065B2 (hu)
KR (1) KR100680848B1 (hu)
CN (1) CN1266042C (hu)
AT (1) ATE336463T1 (hu)
AU (1) AU2001286159A1 (hu)
BR (1) BR0112822B1 (hu)
CA (1) CA2423030C (hu)
CZ (1) CZ304571B6 (hu)
DE (1) DE60122344T2 (hu)
FR (1) FR2812221B1 (hu)
HU (1) HU227856B1 (hu)
MX (1) MXPA03000858A (hu)
PL (1) PL205555B1 (hu)
RU (1) RU2257949C2 (hu)
SK (1) SK285674B6 (hu)
UA (1) UA74202C2 (hu)
WO (1) WO2002010067A1 (hu)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI0808036A2 (pt) * 2007-03-01 2014-06-17 Eicproc As Reator para converter metano, amônia e oxigênio e hidróxidos alcalinos ou alcalino-terrosos em cianetos alcalinos ou alcalino-terrosos, e, uso de um reator.
DE102007026712A1 (de) * 2007-06-06 2008-12-11 Uhde Gmbh Vorrichtung und Verfahren für katalytische Gasphasenreaktionen sowie deren Verwendung
DE102007034715A1 (de) 2007-07-23 2009-01-29 Evonik Röhm Gmbh Reaktor zur Herstellung von Cyanwasserstoff nach dem Andrussow-Verfahren
CN103864114A (zh) * 2012-12-18 2014-06-18 英威达科技公司 采用催化剂床层生产氰化氢的方法

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1934838A (en) * 1930-04-14 1933-11-14 Ig Farbenindustrie Ag Production of hydrocyanic acid
SE7800987L (sv) * 1977-02-04 1978-08-05 Johnson Matthey Co Ltd Katalysator
CA1137876A (en) * 1977-06-20 1982-12-21 Michael L. Noakes Catalyst supports
US4289657A (en) * 1978-10-27 1981-09-15 United Kingdom Atomic Energy Authority Fluid treatment devices
US4412859A (en) * 1981-08-12 1983-11-01 Engelhard Corporation Method for recovering platinum in a nitric acid plant
DE3574937D1 (de) * 1985-05-14 1990-02-01 Sulzer Ag Reaktor zum durchfuehren von heterogenen, katalysierten chemischen reaktionen.
GB8630728D0 (en) 1986-12-23 1987-02-04 Johnson Matthey Plc Ammonia oxidation catalyst pack
DK156701C (da) * 1987-08-27 1990-01-29 Haldor Topsoe As Fremgangsmaade til gennemfoerelse af heterogene katalytiske kemiske reaktioner
US5051294A (en) * 1989-05-15 1991-09-24 General Motors Corporation Catalytic converter substrate and assembly
DE3923094C2 (de) * 1989-07-13 1993-11-25 Ltg Lufttechnische Gmbh Katalysator-Trägerkörper
US5073236A (en) * 1989-11-13 1991-12-17 Gelbein Abraham P Process and structure for effecting catalytic reactions in distillation structure
DE4029749A1 (de) * 1990-09-20 1992-03-26 Schwaebische Huettenwerke Gmbh Filter
US5262145A (en) * 1990-10-09 1993-11-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company Catalyst for ammonia conversion to HCN
US5356603A (en) * 1991-06-17 1994-10-18 Johnson Matthey Inc. Method for the production of hydrocyanic acid using a corrugated catalyst
US5160722A (en) * 1991-06-17 1992-11-03 Johnson Matthey, Inc. Low pressure drop, high surface area ammonia oxidation catalyst
US5122185A (en) * 1991-06-17 1992-06-16 Johnson Matthey Inc. Low pressure drop, high surface area platinum recovery system in a nitric acid plant
IL102043A0 (en) * 1991-06-17 1992-12-30 Johnson Matthey Inc Low pressure drop,high surface area ammonia oxidation catalyst and catalyst for production of hydrocyanic acid
US5401483A (en) * 1991-10-02 1995-03-28 Engelhard Corporation Catalyst assembly providing high surface area for nitric acid and/or HCN synthesis
FR2694306B1 (fr) * 1992-07-31 1994-10-21 Louyot Comptoir Lyon Alemand Fils comprenant un élément hélicoïdal, leurs assemblages et l'utilisation desdits assemblages comme catalyseur et/ou pour récupérer des métaux précieux.
US5795456A (en) * 1996-02-13 1998-08-18 Engelhard Corporation Multi-layer non-identical catalyst on metal substrate by electrophoretic deposition
JP3281287B2 (ja) * 1997-05-13 2002-05-13 田中貴金属工業株式会社 燃焼触媒体及びこれを用いたファンヒータ
US6003591A (en) * 1997-12-22 1999-12-21 Saddleback Aerospace Formed laminate heat pipe
GB9801564D0 (en) * 1998-01-27 1998-03-25 Ici Plc Catalyst
US6099809A (en) * 1998-08-31 2000-08-08 General Motors Corporation Catalytic converter having a metal foil substrate
US7005404B2 (en) * 2000-12-20 2006-02-28 Honda Motor Co., Ltd. Substrates with small particle size metal oxide and noble metal catalyst coatings and thermal spraying methods for producing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP5000065B2 (ja) 2012-08-15
BR0112822B1 (pt) 2010-11-03
EP1307401A1 (en) 2003-05-07
JP2004504939A (ja) 2004-02-19
US20030175195A1 (en) 2003-09-18
KR20030081298A (ko) 2003-10-17
CZ304571B6 (cs) 2014-07-16
PL205555B1 (pl) 2010-05-31
FR2812221B1 (fr) 2003-04-04
BR0112822A (pt) 2003-07-01
RU2257949C2 (ru) 2005-08-10
CA2423030C (en) 2009-01-13
CN1266042C (zh) 2006-07-26
DE60122344T2 (de) 2007-08-09
KR100680848B1 (ko) 2007-02-08
CZ2003174A3 (cs) 2003-10-15
CN1444542A (zh) 2003-09-24
WO2002010067A1 (en) 2002-02-07
AU2001286159A1 (en) 2002-02-13
US7101525B2 (en) 2006-09-05
PL365139A1 (en) 2004-12-27
UA74202C2 (uk) 2005-11-15
CA2423030A1 (en) 2002-02-07
ATE336463T1 (de) 2006-09-15
SK952003A3 (en) 2004-06-08
DE60122344D1 (de) 2006-09-28
MXPA03000858A (es) 2004-12-13
EP1307401B1 (en) 2006-08-16
SK285674B6 (sk) 2007-06-07
HUP0301700A2 (en) 2003-08-28
FR2812221A1 (fr) 2002-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5236412B2 (ja) 蒸気改質触媒のための新触媒設計および製造プロセス
AU2003204567B2 (en) Stabilized nickel-containing catalysts and process for production of syngas
AU2001290617A1 (en) Lanthanide-promoted rhodium catalysts and process for producing synthesis gas
CN1154684A (zh) 烃类催化部分氧化方法
WO2005097319A1 (en) Supported catalyst for steam methane reforming and autothermal reforming reactions
US20020004450A1 (en) Thermal shock resistant catalysts for synthesis gas production
Li et al. SiC foam monolith catalyst for pressurized adiabatic methane reforming
AU2473001A (en) Graded nickel alloy catalyst beds and process for production of syngas
HU227856B1 (en) New catalytic device for the implementation of a reaction in a gaseous medium at high temperature
JPS6230551A (ja) 触媒担体
RU2208475C2 (ru) Каталитический реактор для получения синтез-газа
US7326394B2 (en) Catalysts, methods of making catalysts, and methods of combustion
JP4377699B2 (ja) 合成ガス製造用触媒およびこれを用いた合成ガスの製造方法
US8747769B2 (en) Catalytic reactor including a cell-like structure and elements optimizing the contact thereof with the inner wall of the reactor
RU2455068C2 (ru) Катализатор, способ его приготовления и способ получения синтез-газа из синтетических углеводородных топлив
Schmidt et al. Monoliths for partial oxidation catalysis
JP4377700B2 (ja) 合成ガス製造用触媒およびこれを用いた合成ガスの製造方法
JP2023176687A (ja) 脱水素化触媒、オレフィン製造用熱分解管、およびオレフィンの製造方法
KR20220169546A (ko) 유기 화합물의 직접 산화 반응을 위한 귀금속 산화물 촉매 및 이의 제조 방법
CN119215900A (zh) 一种甲烷干重整反应的碳修饰催化剂及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees