PL243082B1 - Promotowany renem cynkowo-glinowy katalizator parowej konwersji tlenku węgla i sposób jego otrzymywania - Google Patents
Promotowany renem cynkowo-glinowy katalizator parowej konwersji tlenku węgla i sposób jego otrzymywania Download PDFInfo
- Publication number
- PL243082B1 PL243082B1 PL429377A PL42937719A PL243082B1 PL 243082 B1 PL243082 B1 PL 243082B1 PL 429377 A PL429377 A PL 429377A PL 42937719 A PL42937719 A PL 42937719A PL 243082 B1 PL243082 B1 PL 243082B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- catalyst
- range
- aqueous solution
- rhenium
- precursor
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims description 14
- 229910000611 Zinc aluminium Inorganic materials 0.000 title claims description 8
- HXFVOUUOTHJFPX-UHFFFAOYSA-N alumane;zinc Chemical compound [AlH3].[Zn] HXFVOUUOTHJFPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 8
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 6
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 title claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 150000003281 rhenium Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 239000012018 catalyst precursor Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000012041 precatalyst Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 6
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims abstract description 4
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 claims abstract description 3
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N zinc nitrate Chemical compound [Zn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 7
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 4
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 4
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 4
- WPUINVXKIPAAHK-UHFFFAOYSA-N aluminum;potassium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Al+3].[K+] WPUINVXKIPAAHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 claims description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 5
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 2
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 abstract 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 229910017773 Cu-Zn-Al Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017060 Fe Cr Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002544 Fe-Cr Inorganic materials 0.000 description 2
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N chromium iron Chemical compound [Cr].[Fe] UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 zinc-aluminium carbon monoxide Chemical compound 0.000 description 2
- 229910018182 Al—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017518 Cu Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017752 Cu-Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017943 Cu—Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910007570 Zn-Al Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- NKCVNYJQLIWBHK-UHFFFAOYSA-N carbonodiperoxoic acid Chemical compound OOC(=O)OO NKCVNYJQLIWBHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N copper zinc Chemical compound [Cu].[Zn] TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 231100000243 mutagenic effect Toxicity 0.000 description 1
- 230000003505 mutagenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000020985 whole grains Nutrition 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest katalizator charakteryzujący się tym, że prekursor katalizatora jest mieszaniną hydroksywęglanów cynku i glinu, a stosunek molowy Zn/Al w prekursorze mieści się w zakresie od 0,5 do 0,9. Finalny katalizator zawiera ren, którego stężenie mieści się w zakresie od 0,1 do 12,0% wag. Zgłoszenie obejmuje też syntezę prekursora katalizatora która prowadzi się poprzez współstrącanie i starzenie, a następnie filtrację i odmywanie wodnej zawiesiny oraz jej zmieszanie ze środkiem poślizgowym, po czym całość poddawana jest suszeniu i rozdrobnieniu, a następnie formowaniu w kształtki o średnicy i wysokości w zakresie od 1,5 do 12 mm, które poddaje się kalcynacji w temperaturze z zakresu 450 - 900°C, otrzymując, po wychłodzeniu, prekatalizator, który jedno- lub dwukrotnie impregnuje się wodnym roztworem soli renu a następnie suszy, w wyniku czego otrzymuje się gotowy produkt.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest promotowany renem cynkowo-glinowy katalizator reakcji parowej konwersji CO prowadzonej w temperaturach powyżej 300°C i sposób jego otrzymywania.
Reakcja parowej konwersji tlenku węgla (WGS - Water-Gas Shift) polega na redukcji pary wodnej tlenkiem węgla z wydzieleniem ditlenku węgla i wodoru:
CO + II2O CO2 + II2 ΔΙ1° = -41 kJ/mol i jest wykorzystywana w przemyśle do wzbogacania gazów syntezowych w wodór.
W korzystnym technologicznie zakresie temperatur (do 450°C) reakcja wymaga obecności katalizatora. Znanych jest szereg katalizatorów WGS, lecz dotychczas praktyczny wkład do stanu techniki stanowią jedynie układy: a) tlenkowe, oparte na formule Fe-Cr czy Fe-Cr-Cu [ACS Catal. 6 (2016) 722, J. Ind. Eng. Chem. 49 (2017) 1], b) metaliczne, oparte na miedzi wstanie wysokiej dyspersji (Cu-Zn-AI, Cu-Zn, Cu-Zn-Cr) [Int. J. Hydrogen Energy 40 (2015) 10016] oraz c) siarczkowe, oparte na układzie Co-Mo [Catal. Rev. 51 (2009) 325]. Poza podstawowymi komponentami katalizatory te mogą zawierać promotory. Postać aplikacyjna wymienionych katalizatorów to zwykle cylindry o średnicy w zakresie 3-10 mm i wysokości 3-8 mm.
Zasadniczą wadą znanych katalizatorów, efektywnych w temperaturach >300°C, jest ich niska stabilność termiczna (katalizatory na bazie Cu-Zn-AI), konieczność obecności związków siarki w środowisku reakcji (katalizatory na bazie Co-Mo), zawartość Cr6+ o kancerogennych i mutagennych właściwościach oraz ryzyko zawęglania (katalizatory Fe-Cr i Fe-Cr-Cu).
Literatura patentowa dotycząca rozwiązań katalizatorów o odmiennych formułach niż wymienione jest stosunkowo skąpa [US 2010/0000155 A1 US 2011/0101277 A1, US 7,998,897 B2, US 2017/0348675 A1, EP 3 254 760 A1 (2017)]. W patentach [US 2017/0348675 A1, EP 3 254 760 A1 (2017)] przedstawiono sposób otrzymywania dostosowanych do pracy powyżej 300°C katalizatorów Zn-AI-Cu o niskiej zawartości Cu, tj. poniżej 5% wag., modyfikowanych tlenkami Ga, La, In i K. Częściowe zastąpienie AI2O3 tlenkiem indu ogranicza powstawanie produktów ubocznych, niestety odbywa się to kosztem obniżenia aktywności i stabilności katalizatora. Poprzez dodatek już niewielkiej ilości tlenków Ga lub La uzyskano zwiększenie aktywności katalitycznej, stabilności oraz selektywności także przy obniżonym udziale pary wodnej w gazie procesowym oraz przy zwiększonym obciążeniu gazem złoża katalizatora.
W toku naszych badań nieoczekiwanie okazało się, że w temperaturze powyżej 300°C reakcję WGS efektywnie katalizują przyjazne środowisku promotowane związkami renu mieszane tlenki Zn-AI otrzymywane z prekursorów hydroksywęglanowych.
W wyniku przeprowadzonych badań nad wpływem składu i sposobu syntezy na właściwości takich układów, opracowana została oryginalna formuła katalizatora parowej konwersji tlenku węgla i sposób jego otrzymywania. Wysoką aktywność, stabilność, selektywność, odporność na zawęglanie katalizatora uzyskano przez:
1. dobór optymalnego stosunku Zn/AI i warunków procesu wytrącania prekursora katalizatora tj. pH, temperatura oraz parametrów suszenia i kalcynacji,
2. dobór rodzaju promotora i optymalizację jego stężenia w katalizatorze zapewniającą zwiększenie szybkości parowej konwersji CO,
3. opracowanie sposobu wprowadzania promotora do prekatalizatora,
4. opracowanie sposobu formowania zapewniającego odpowiednie właściwości teksturalne i wysoką wytrzymałość mechaniczną katalizatora w warunkach eksploatacyjnych.
Przedmiotem wynalazku jest promotowany renem cynkowo-glinowy katalizator konwersji tlenku węgla, który charakteryzuje się tym, że prekursor katalizatora jest mieszaniną hydroksywęglanów cynku i glinu, w którym to prekursorze stosunek molowy Zn/AI mieści się w zakresie od 0,5 do 0,9, korzystnie od 0,5 do 0,8, oraz finalny katalizator zawiera ren, którego stężenie mieści się w zakresie od 0,1 do 12,0% wag., korzystnie od 5 do 9% wag. Re.
Przedmiotem wynalazku jest także sposób wytwarzania promotowanego renem cyn kowo-g li nowego katalizatora konwersji tlenku węgla, w którym syntezę prekursora katalizatora prowadzi się poprzez współstrącanie i starzenie, a następnie filtrację i odmywanie wodnej zawiesiny oraz jej zmieszanie ze środkiem poślizgowym, po czym całość poddawana jest suszeniu i rozdrobnieniu, a następnie formowaniu w kształtki o średnicy i wysokości w zakresie od 1,5 do 12 mm, które poddaje się kalcynacji w temperaturze z zakresu 450-900°C, otrzymując, po wychłodzeniu, prekatalizator, który jedno- lub dwukrotnie impregnuje się wodnym roztworem soli renu a następnie suszy, w wyniku czego otrzymuje się gotowy produkt.
Korzystnie po wychłodzeniu prekatalizator ewentualnie impregnuje się wodnym roztworem soli renu i suszy, rozdrabnia, po czym ponownie formuje w kształtki o średnicy i wysokości w zakresie od 1,5 do 12 mm, które ewentualnie impregnuje się wodnym roztworem soli renu a następnie suszy, ewentualnie powtarza się impregnację i suszenie, w wyniku czego otrzymuje się gotowy produkt.
Syntezę prekursora można prowadzić poprzez dozowanie wodnego roztworu azotanu cynku o stężeniu Zn 50-240 g/dm3, oraz wodnego roztworu gliniano-węglanu sodu i/lub potasu, w którym stężenie Al mieści się w zakresie 30-150 g/dm3 a stosunek wagowy Na2CO3/NaOH i/lub K2CO3/KOH zawiera się w zakresie od 0,5 do 3, do reaktora z mieszadłem zawierającego wodę zdemineralizowaną podgrzaną do temperatury w zakresie od 40 do 90°C w taki sposób, aby pH powstającej zawiesiny mieściło się w zakresie od 7,5 do 9, korzystnie 8-8,7, a następnie zawiesinę poddaje się starzeniu w temperaturze 40-90°C przez nie mniej niż 30 minut.
Podczas odmywania zawiesiny prekursora można wprowadzić środek zmniejszający tarcie, korzystnie grafit o stężeniu w zakresie od 0,1 do 5% wag., jeszcze korzystniej od 1,5 do 3% wag. w stosunku do suchej masy prekursora.
Korzystnie odmywanie otrzymanej zawiesiny prowadzi się do osiągnięcia przewodności elektrolitycznej odcieku poniżej 1000 μS/cm.
Korzystnie kalcynację uformowanego prekursora prowadzi się w temperaturze z zakresu 450-900°C, jeszcze korzystniej 500-560°C w atmosferze gazu obojętnego, korzystnie azotu.
Korzystnie impregnację prowadzi się wodnym roztworem nadrenianu amonu o stężeniu do 160 gRe/dm3 i w temperaturze z zakresu 30-90°C, korzystnie 35-50°C.
Korzystnie suszenie katalizatora impregnowanego wodnym roztworem soli renu prowadzi się w temperaturze z zakresu 110-210°C.
Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w poniższych przykładach. W Tabeli 1 przedstawiono porównanie szybkości reakcji parowej konwersji CO wyznaczanej przy jednakowym stopniu przemiany dla katalizatorów cynkowo-glinowych promotowanych renem ze standardowym katalizatorem Fe3-xO4-y promotowanym Cu i Cr.
PRZYKŁAD 1
Prekursor katalizatora cynkowo-glinowego otrzymano przez równoczesne dozowanie wodnego roztworu azotanu cynku o stężeniu 160 gZn/dm3 oraz wodnego roztworu gliniano-węglanu sodu o stężeniu 120 gAl/dm3 i stosunku wagowym Na2CO3/NaOH = 0,5 do reaktora z mieszadłem zawierającego wodę zdemineralizowaną o temperaturze 80°C. W trakcie dozowania roztworów temperaturę zawartości reaktora utrzymywano w zakresie od 75 do 80°C a pH w zakresie 8,0-8,3. Po zakończeniu wytrącania wodną zawiesinę prekursora poddano starzeniu w temperaturze 80°C przez 3 godziny, a następnie filtrowano i odmywano wodą zdemineralizowaną oraz dodano grafit pylisty w ilości 2,5 g/100 g masy suchej. Filtrację i odmywanie prowadzono do uzyskania przewodności elektrolitycznej odcieku 900 μS/cm. Uzyskany osad wysuszono, rozdrobniono i uformowano w tabletki o średnicy 5 mm i wysokości 5 mm, po czym poddano kalcynacji w atmosferze azotu w temperaturze 450°C przez 4 godzin y. Po wychłodzeniu do temperatury 50°C tabletki poddano impregnacji poprzez zanurzenie w wodnym roztworze nadrenianu amonu o temperaturze 45°C i stężeniu 73,5 gRe/dm3, a następnie wysuszono w temperaturze 150°C. Uzyskano katalizator o składzie: (Zn/Al)mol = 0,7; 6,5% wag. Re.
PRZYKŁAD 2
Prekursor katalizatora cynkowo-glinowego otrzymano przez równoczesne dozowanie wodnego roztworu azotanu cynku o stężeniu 180 gZn/dm3 oraz wodnego roztworu gliniano-węglanu sodu o stężeniu 120 gAl/dm3 i stosunku wagowym Na2CO3/NaOH = 2 do reaktora z mieszadłem zawierającego wodę zdemineralizowaną o temperaturze 60°C. W trakcie dozowania roztworów temperaturę zawartości reaktora utrzymywano w zakresie od 65 do 70°C a pH w zakresie 8,0-8,4. Po zakończeniu wytrącania wodną zawiesinę prekursora poddano starzeniu w temperaturze 65°C przez 2 godziny, a następnie filtrowano i odmywano wodą zdemineralizowaną oraz dodano grafit pylisty w ilości 3 g/100 g masy suchej. Filtrację i odmywanie prowadzono do uzyskania przewodności elektrolitycznej odcieku 700 μS/cm. Uzyskany osad wysuszono, rozdrobniono i uformowano w tabletki o średnicy 8 mm i wysokości 6 mm, po czym poddano kalcynacji w atmosferze azotu w temperaturze 500°C przez 3 godziny. Po wychłodzeniu do temperatury 25°C tabletki prekatalizatora rozdrobniono i ponownie uformowano w kształtki
PL 243082 Β1 o średnicy 5 mm i wysokości 4 mm. Kształtki impregnowano poprzez zanurzenie w wodnym roztworze nadrenianu amonu o temperaturze 45°C i stężeniu 22,6 gRe/dm3, a następnie wysuszono w temperaturze 150°C, po wychłodzeniu do temperatury 40°C, ponownie impregnowano poprzez zanurzenie w wodnym roztworze nadrenianu amonu o temperaturze 35°C i stężeniu 22,6 gRe/dm3, a następnie wysuszono w temperaturze 180°C. Uzyskano katalizator o składzie (Zn/AI)moi = 0,5; 5.5% wag. Re.
PRZYKŁAD 3
Prekursor katalizatora cynkowo-glinowego otrzymano przez równoczesne dozowanie wodnego roztworu azotanu cynku o stężeniu 170 gZn/dm3 oraz wodnego roztworu gliniano-węglanu potasu o stężeniu 105 gAI/dm3 i stosunku wagowym K2CO3/KOH = 1 do reaktora z mieszadłem zawierającego wodę zdemineralizowaną o temperaturze 50°C. W trakcie dozowania roztworów temperaturę zawartości reaktora utrzymywano w zakresie od 70 do 75°C a pH w zakresie 8,5-9,0. Po zakończeniu wytrącania wodną zawiesinę prekursora poddano starzeniu w temperaturze 75°C przez 30 minut, a następnie filtrowano i odmywano wodą zdemineralizowaną oraz dodano grafit pylisty w ilości 2 g/100 g masy suchej. Filtrację i odmywanie prowadzono do uzyskania przewodności elektrolitycznej odcieku 950 pS/cm. Uzyskany osad wysuszono, rozdrobniono i uformowano w tabletki o średnicy 10 mm i wysokości 8 mm, po czym poddano kalcynacji w atmosferze azotu w temperaturze 600°C przez 5 godzin. Po wychłodzeniu do temperatury 60°C tabletki impregnowano poprzez zanurzenie w wodnym roztworze nadrenianu amonu o temperaturze 50°C i stężeniu 49,8 gRe/dm3, a następnie wysuszono w temperaturze 140°C. Tabletki, po wychłodzeniu do temperatury 25°C, rozdrobniono i ponownie uformowano w kształtki o średnicy 5 mm i wysokości 5 mm, które impregnowano poprzez zanurzenie w wodnym roztworze nadrenianu amonu o temperaturze 55°C i stężeniu 49,8 gRe/dm3, a następnie wysuszono w temperaturze 180°C. Uzyskano katalizator o składzie (Zn/AI)moi = 0,7; 9% wag. Re.
Tabela 1. Porównanie szybkości reakcji dla katalizatorów ZnAIRe z katalizatorem odniesienia.
Frakcja katalizatora: pełne ziarno katalizatora: skład gazu: 3% obj. CO, 20% obj. CO2, 58% H2,19% N2 przepływ: 60 dm3/h; ciśnienie : 2,5 MPa, temperatura 330-400°C.
| Temperatura pcj | Szybkość reakcji r |NdmJCO/(g*h)| | |||
| Katalizator odniesienia | Przykład 1 | Przykład 2 | Przykład 3 | |
| 400 | 0,25 | 0,38 | 0,36 | 0,63 |
| 370 | 0,24 | 0,37 | 0,36 | 0,61 |
| 350 | 0,18 | 0,32 | 0,31 | 0,59 |
| 330 | 0,10 | 0,26 | 0,27 | 0,56 |
Zastrzeżenia patentowe
Claims (8)
1. Promotowany katalizator cynkowo-glinowy parowej konwersji tlenku węgla znamienny tym, że prekursor katalizatora jest mieszaniną hydroksywęglanów cynku i glinu, w którym to prekursorze stosunek molowy Zn/AI mieści się w zakresie od 0,5 do 0,9, korzystnie od 0,5 do 0,8, oraz finalny katalizator zawiera ren, którego stężenie mieści się w zakresie od 0,1 do 12,0% wag., korzystnie od 5 do 9% wag. Re.
2. Sposób otrzymywania promotowanego renem cynkowo-glinowego katalizatora parowej konwersji tlenku węgla, określonego w zastrz. 1, znamienny tym, że syntezę prekursora katalizatora prowadzi się poprzez współstrącanie dozując wodny roztwór azotanu cynku o stężeniu Zn 50-240 g/dm3 oraz wodny roztwór gliniano-węglanu sodu i/lub potasu, w którym stężenie Al mieści się w zakresie 30-150 g/dm3 a stosunek wagowy Na2CO3/NaOH i/lub K2CO3/KOH zawiera się w zakresie od 0,5 do 3, do reaktora z mieszadłem zawierającego wodę zdemineralizowaną podgrzaną do temperatury w zakresie od 40 do 90°C w taki sposób aby pH powstającej zawiesiny mieściło się w zakresie od 7,5 do 9, korzystnie 8-8,7, a następnie powstałą wodną zawiesinę poddaje się starzeniu w temperaturze 40-90°C przez nie mniej niż
30 minut, po czym filtruje się i odmywa wodną zawiesinę i miesza się ją ze środkiem poślizgowym, po czym całość poddaje się suszeniu i rozdrobnieniu, a następnie formowaniu w kształtki o średnicy i wysokości w zakresie od 1,5 do 12 mm, które poddaje się kalcynac ji w temperaturze z zakresu 450-900°C, otrzymując, po wychłodzeniu, prekatalizator, który jedno- lub dwukrotnie impregnuje się wodnym roztworem soli renu a następnie suszy, w wyniku czego otrzymuje się gotowy produkt.
3. Sposób według zastrz. 2 znamienny tym, że po wychłodzeniu kształtki prekatalizatora ewentualnie impregnuje się wodnym roztworem soli renu i suszy, rozdrabnia, po czym prekatalizator ponownie formuje w kształtki o średnicy i wysokości w zakresie od 1,5 do 12 mm, które ewentualnie impregnuje się wodnym roztworem soli renu a następnie suszy, ewentualnie powtarza się impregnację i suszenie, w wyniku czego otrzymuje się gotowy produkt.
4. Sposób według dowolnego z zastrz. 2-3, znamienny tym, że podczas odmywania zawiesiny prekursora wprowadza się środek wprowadza się środek poślizgowy (zmniejszający tarcie), korzystnie grafit o stężeniu w zakresie od 0,1 do 5% wag., korzystnie od 1,5 do 3% wag. w stosunku do suchej masy prekursora.
5. Sposób według dowolnego z zastrz. 2-4, znamienny tym, że odmywanie otrzymanej zawiesiny prowadzi się do osiągnięcia przewodności elektrolitycznej odcieku poniżej 1000 μS/cm.
6. Sposób według dowolnego z zastrz. 2-5, znamienny tym, że kalcynację uformowanego prekursora prowadzi się w temperaturze z zakresu 450-900°C, korzystnie 500-560°C w atmosferze gazu obojętnego, korzystnie azotu.
7. Sposób według dowolnego z zastrz. 2-6, znamienny tym, że impregnację prowadzi się wodnym roztworem nadrenianu amonu o stężeniu do 160 gRe/dm3 i w temperaturze z zakresu 30-90°C, korzystnie 35-50°C.
8. Sposób według dowolnego z zastrz. 2-7, znamienny tym, że suszenie katalizatora impregnowanego wodnym roztworem soli renu prowadzi się w temperaturze z zakresu 110-210°C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL429377A PL243082B1 (pl) | 2019-03-25 | 2019-03-25 | Promotowany renem cynkowo-glinowy katalizator parowej konwersji tlenku węgla i sposób jego otrzymywania |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL429377A PL243082B1 (pl) | 2019-03-25 | 2019-03-25 | Promotowany renem cynkowo-glinowy katalizator parowej konwersji tlenku węgla i sposób jego otrzymywania |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL429377A1 PL429377A1 (pl) | 2020-10-05 |
| PL243082B1 true PL243082B1 (pl) | 2023-06-19 |
Family
ID=72669289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL429377A PL243082B1 (pl) | 2019-03-25 | 2019-03-25 | Promotowany renem cynkowo-glinowy katalizator parowej konwersji tlenku węgla i sposób jego otrzymywania |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL243082B1 (pl) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6627572B1 (en) * | 2002-03-22 | 2003-09-30 | Sud-Chemie Inc. | Water gas shift catalyst |
| EP2141118B1 (en) * | 2008-07-03 | 2013-08-07 | Haldor Topsoe A/S | Chromium-free water gas shift catalyst |
-
2019
- 2019-03-25 PL PL429377A patent/PL243082B1/pl unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6627572B1 (en) * | 2002-03-22 | 2003-09-30 | Sud-Chemie Inc. | Water gas shift catalyst |
| EP2141118B1 (en) * | 2008-07-03 | 2013-08-07 | Haldor Topsoe A/S | Chromium-free water gas shift catalyst |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL429377A1 (pl) | 2020-10-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101087165B1 (ko) | 피셔-트롭쉬 합성반응에 사용되는 철계 촉매의 제조방법 및 이를 이용한 액체탄화수소의 제조방법 | |
| KR100599251B1 (ko) | 디메틸에테르 합성용 촉매와 촉매의 제조방법 | |
| US20110118367A1 (en) | Catalyst for synthesizing methanol from synthesis gas and preparation method thereof | |
| GB2583185A (en) | Copper-containing catalysts | |
| US20130211147A1 (en) | Low pressure dimethyl ether synthesis catalyst | |
| KR20100100934A (ko) | 저온 물 가스 전환 촉매 | |
| US20140138586A1 (en) | Cobalt- and molybdenum-containing mixed oxide catalyst, and production and use thereof as water gas shift catalyst | |
| KR101261124B1 (ko) | 촉매 활성과 올레핀 수율이 높은 피셔-트롭쉬 철계 촉매 및 이의 제조방법, 및 상기 촉매를 이용한 합성가스로부터의 경질 올레핀 제조방법 | |
| AU2013354120A1 (en) | Core-shell particles with catalytic activity | |
| CN106607051B (zh) | 合成气一步制低碳烯烃的催化剂及其制备方法 | |
| JP3632071B2 (ja) | 硫化物触媒を用いた一酸化炭素の水素化法 | |
| PL243082B1 (pl) | Promotowany renem cynkowo-glinowy katalizator parowej konwersji tlenku węgla i sposób jego otrzymywania | |
| WO2015095201A1 (en) | Low pressure dimethyl ether synthesis catalyst | |
| KR100998083B1 (ko) | 피셔―트롭쉬 합성용 슬러리 반응에 의한 액체 탄화수소 화합물의 제조방법 | |
| US20230347323A1 (en) | Catalyst | |
| CN111111761B (zh) | 制低碳烯烃的催化剂及其应用 | |
| US20170348677A1 (en) | Method for preparing a catalyst | |
| US11298688B2 (en) | Hydrogenation catalyst and method for preparing the same | |
| KR101968297B1 (ko) | 고열량 합성천연가스 생산용 촉매 및 이의 용도 | |
| CN111036282B (zh) | 负载型催化剂及其制备方法以及由合成气制备α-烯烃的方法 | |
| CN111040797B (zh) | 由合成气制备α-烯烃的方法 | |
| KR100752418B1 (ko) | 스타이렌 전환을 위한 에틸벤젠의 탈수소화 반응 촉매, 그제조방법 및 이를 이용한 스타이렌 모노머의 제조방법 | |
| CN111905791A (zh) | 一种由合成气制备高碳醇的催化剂及其制备方法 | |
| PL235786B1 (pl) | Promotowany katalizator cynkowy parowej konwersji tlenku węgla i sposób jego otrzymywania | |
| PL241888B1 (pl) | Modyfikowany katalizator cynkowo-glinowy do parowej konwersji tlenku węgla i sposób jego otrzymywania |