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

RU2298433C2 - Трехмерные каталитические сетки, сплетенные в два или более слоев - Google Patents

Трехмерные каталитические сетки, сплетенные в два или более слоев Download PDF

Info

Publication number
RU2298433C2
RU2298433C2 RU2003124443/15A RU2003124443A RU2298433C2 RU 2298433 C2 RU2298433 C2 RU 2298433C2 RU 2003124443/15 A RU2003124443/15 A RU 2003124443/15A RU 2003124443 A RU2003124443 A RU 2003124443A RU 2298433 C2 RU2298433 C2 RU 2298433C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalytic
layers
rhodium
threads
bonded
Prior art date
Application number
RU2003124443/15A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2003124443A (ru
Inventor
Юрген НЕУМАНН (DE)
Юрген НЕУМАНН
Дитмар КЁНИГС (DE)
Дитмар КЁНИГС
Томас ШТОЛЛ (DE)
Томас ШТОЛЛ
Губертус ГЁЛИТЦЕР (DE)
Губертус ГЁЛИТЦЕР
Original Assignee
Умикор АГ энд Ко. КГ.
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=26008439&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2298433(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Priority claimed from DE10105624A external-priority patent/DE10105624A1/de
Application filed by Умикор АГ энд Ко. КГ. filed Critical Умикор АГ энд Ко. КГ.
Publication of RU2003124443A publication Critical patent/RU2003124443A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2298433C2 publication Critical patent/RU2298433C2/ru

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04BKNITTING
    • D04B1/00Weft knitting processes for the production of fabrics or articles not dependent on the use of particular machines; Fabrics or articles defined by such processes
    • D04B1/14Other fabrics or articles characterised primarily by the use of particular thread materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/248Reactors comprising multiple separated flow channels
    • B01J19/2495Net-type reactors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/46Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
    • B01J23/464Rhodium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/58Fabrics or filaments
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/20Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
    • C01B21/24Nitric oxide (NO)
    • C01B21/26Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia
    • C01B21/265Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia characterised by the catalyst
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01CAMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C3/00Cyanogen; Compounds thereof
    • C01C3/02Preparation, separation or purification of hydrogen cyanide
    • C01C3/0208Preparation in gaseous phase
    • C01C3/0212Preparation in gaseous phase from hydrocarbons and ammonia in the presence of oxygen, e.g. the Andrussow-process
    • C01C3/0216Preparation in gaseous phase from hydrocarbons and ammonia in the presence of oxygen, e.g. the Andrussow-process characterised by the catalyst used
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2101/00Inorganic fibres
    • D10B2101/20Metallic fibres
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2403/00Details of fabric structure established in the fabric forming process
    • D10B2403/02Cross-sectional features
    • D10B2403/021Lofty fabric with equidistantly spaced front and back plies, e.g. spacer fabrics
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2403/00Details of fabric structure established in the fabric forming process
    • D10B2403/02Cross-sectional features
    • D10B2403/024Fabric incorporating additional compounds
    • D10B2403/0242Fabric incorporating additional compounds enhancing chemical properties

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Knitting Of Fabric (AREA)

Abstract

Изобретение относится к каталитическим сеткам, используемым для газовых реакций. Сетки сплетены в два или более слоя из проволоки из благородных металлов, ячейки отдельных слоев соединены друг с другом связанными нитями. Уточные нити вставлены между слоями. Каталитические сетки позволяют увеличить активность и производительность и позволяют работать с меньшим количеством благородного металла. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Область изобретения
Данное изобретение касается каталитических сеток. Конкретнее, оно касается трехмерных каталитических сеток, которые могут использоваться в газовых реакциях.
Уровень техники
Газовые реакции, катализируемые благородными металлами, такие как окисление аммиака атмосферным кислородом при получении азотной кислоты (процесс Оствальда) или реакция аммиака с метаном в присутствии кислорода для получения синильной кислоты (процесс Андруссова), важны в промышленности уже в течение длительного времени. Эти гетерогенные катализируемые газовые реакции обеспечивают основные химикаты для химической промышленности и для производства удобрений.
Реакции обычно происходят в газопроницаемой пространственной структуре катализатора на основе благородных металлов. Сетки в форме тканого или вязаного материала из мелкой проволоки из благородного металла используются в этих реакциях как катализаторы на основе благородного металла и называются "каталитическими сетками". Традиционно "проволока из благородного металла" этих каталитических сеток была сделана преимущественно из платины, родия или сплавов этих металлов с другими благородными или неблагородными металлами. Обычными являются платиново-родиевые сплавы с содержанием от 4 до 12% вес. родия и сплавы платины, палладия и родия с содержанием от 4 до 12% вес. палладия и родия. Также могут использоваться палладиево-никелевые сплавы с содержанием от 2 до 15% вес. никеля, палладиево-медные сплавы с содержанием от 2 до 15% вес. меди и сплавы палладия, никеля и меди с содержанием от 2 до 15% вес. никеля и меди.
Обычно каталитические сетки устанавливаются в реакционной зоне проточного реактора в плоскости, перпендикулярной к направлению потока газовой смеси. Они также могут иметь коническое расположение. Кроме того, несколько сеток могут располагаться последовательно, одна за другой, и комбинироваться для образования так называемой "каталитической связки". Обычно с каталитической связкой ассоциируются сетки, собирающие платину, также известные как "сорбционные сетки", которые обычно располагаются ниже от действительных каталитических сеток. Сорбционные сетки восстанавливают платину и родий, конвективно выделившиеся из каталитических сеток в форме газообразных оксидов с газом реактивной струи. Эти сорбционные сетки обычно делают из палладиевой проволоки или из сплавов палладия. Использование каталитических связок и сорбционных сеток хорошо известно специалистам в данной области техники.
Фиг.1 изображает реактор для каталитического окисления аммиака с использованием каталитической связки и сорбционных сеток. На этой фигуре реакционная зона (2) проточного реактора (1), каталитическая связка (3), которая включает несколько последовательных каталитических сеток (4) и расположенных ниже сорбционных сеток (5), размещены в плоскости, перпендикулярной направлению потока. Смесь аммиака и атмосферного кислорода (с содержанием аммиака от 9 до 13% об.) (6) протекает через каталитическую связку при атмосферном или повышенном давлении. Воспламенение газовой смеси происходит во входной области, а реакция сгорания дает в результате моноокись азота (NO) и воду (7), задействуя всю каталитическую связку. NO в реакционной газовой смеси (7) вытекая, впоследствии взаимодействует с избыточным атмосферным кислородом с получением NO2 (8), который образует азотную кислоту с водой в абсорбере, расположенном ниже (9). Продукт может использоваться, например, как сырье для производства удобрений.
И вязаные каталитические сетки из благородного металла, и тканые каталитические сетки хорошо известны специалистам в данной области техники. Однако вязаные каталитические сетки из благородного металла имеют ряд преимуществ над ткаными каталитическими сетками, и по этой причине они в настоящее время более предпочтительны для промышленного применения. Во-первых, вязаные катализаторы могут производиться более экономно, поскольку для технологии вязания необходимо меньше времени на наладочные работы, чем для технологии ткачества. Это приводит к значительному уменьшению используемого благородного металла на производстве. Например, при технологии плоского вязания, которая хорошо известна специалистам в данной области техники, вязаные сетки производятся индивидуально и подгоняются под конкретные формы и размеры. Тканые сетки, наоборот, должны вырезаться из готовых сеток, что приводит к образованию дорогостоящих отходов. Технология вязания также предполагает возможность высокой приспособляемости к модели вязания, толщине проволоки и конечному весу на единицу площади.
Во-вторых, с помощью вязаных каталитических сеток можно получать каталитически более эффективный продукт, потому что можно производить трехмерные вязаные каталитические сетки. Эти каталитические сетки продемонстрировали большую эффективность из-за своей более сложной пространственной структуры. Это прежде всего касается трехмерных каталитических сеток, сплетенных в два или более слоев, которые описаны в патенте ЕР 0680767 и в которых ячейки отдельных слоев соединяются друг с другом связанными нитями.
Тем не менее, известные трехмерные вязаные каталитические сетки нуждаются в усовершенствовании с точки зрения каталитической активности, селективности катализируемой реакции, количества используемого благородного металла, механической прочности, срока службы и неизбежной потери благородного металла. Вдобавок к этим экономическим требованиям, усовершенствования необходимы для того, чтобы сделать процессы, в которых они используются, более приемлемыми с точки зрения охраны окружающей среды и экологии. Другими словами, желательно понизить выбросы N2O, образующиеся на каталитических сетках. Для полной конверсии аммиака необходимо достаточное время пребывания химически активного газа в каталитической связке и соответствующая пористость каталитической связки. Полная конверсия аммиака в процессе Оствальда абсолютно необходима, поскольку могут образовываться нитриты и нитраты аммония, которые являются взрывоопасными, если непрореагировавший аммиак проходит через каталитическую связку. Механическая устойчивость каталитических сеток, кроме того, должна обеспечиваться с точки зрения необходимого срока службы.
Исходя из этих основных требований к каталитической сетке и каталитической связке, существует заданное минимальное количество каталитических сеток и минимальная толщина их проволоки, которые предопределяют минимальное количество используемого благородного металла. Однако вес на единицу площади сеток не может быть уменьшен по желанию, например, путем уменьшения толщины проволоки, поскольку это оказало бы неблагоприятное воздействие на механическую прочность и срок службы сеток. Уменьшение длины обработанной проволоки привело бы к увеличению размера ячеек в каталитических сетках, обычно используемых в настоящее время, что в свою очередь увеличило бы долю непрореагировавшего аммиака, который проходит через этот увеличенный слой сетки. Уменьшенная реакционная способность таких сеток, кроме того, приводит к увеличению образования N2O, особенно в пусковой фазе реактора.
Поэтому данное изобретение направлено на дальнейшее увеличение каталитической активности и производительности каталитических сеток из благородного металла для газовых реакций так, чтобы можно было регулировать минимальное общее количество используемого благородного металла, например, путем уменьшения количества сеток и/или длины проволоки, обработанной в каталитической сетке, и/или толщины ее проволоки, избегая таким образом недостатков, касающихся выхода и селективности газовой реакции, механической прочности и срока службы сеток и неизбежной потери благородного металла.
Краткое описание изобретения
Данное изобретение обеспечивает трехмерные каталитические сетки для газовых реакций, сплетенные в два или более слоев из проволок из благородных металлов, в которых уточные нити вставлены между сцепленными слоями. Сцепленные слои в оптимальном варианте соединены связанными нитями. Таким образом, в одном варианте воплощения данное изобретение обеспечивает каталитическую сетку, состоящую из:
a) множества сцепленных слоев;
b) связанных нитей, которые соединяют друг с другом, по меньшей мере, два сцепленных слоя; и
c) уточных нитей, которые расположены, по меньшей мере, между двумя сцепленными слоями, которые соединены вышеупомянутыми связанными нитями.
Согласно этому варианту воплощения все сцепленные слои, связанные нити и уточные слои состоят из проволоки, сделанной из благородных металлов, которая может называться "проволока из благородных металлов".
Данное изобретение также обеспечивает способы получения вышеупомянутых каталитических сеток и способы использования этих сеток.
Краткое описание Фигур
Фиг.1 - изображение реактора, который каталитически окисляет аммиак.
Фиг.2 - изображение участка сплетенной каталитической сетки согласно одному варианту воплощения данного изобретения.
Подробное описание изобретения
Данное изобретение касается трехмерных каталитических сеток для газовых реакций, сплетенных в два или более слоев из проволоки из благородных металлов. Отдельные слои состоят из ячеек, которые соединяются друг с другом связанными нитями и уточными нитями, которые вставляются между сцепленными слоями. Выражение "сцепленный слой" относится к ячейке сплетенных проволок из благородных металлов.
Данное изобретение в дальнейшем будет описано с отсылкой на оптимальные варианты воплощения. Эти варианты воплощения представлены для помощи в понимании данного изобретения и не предназначены для ограничения объема изобретения. Все альтернативные варианты, модификации и эквиваленты, которые могут стать очевидными для среднего специалиста в данной области техники после прочтения описания, включены в сущность и объем данного изобретения.
Базовая структура каталитических сеток данного изобретения соответствует трехмерным каталитическим сеткам, сплетенным в два или более слоев, описанным в патенте ЕР 0680767, который включается в данное описание в качестве ссылки.
В этих сетках отдельные сцепленные слои, состоящие из сцепленных нитей, соединяются друг с другом связанными нитями. До десяти связанных нитей может присутствовать в ячейке, и связанные нити расположены под углом от 0° до 50° к направлению потока химически активных газов (что соответствует от 90° до 40° к плоскости сетки). Связанные нити обычно имеют длину от приблизительно 1 мм до приблизительно 10 мм. Соответствующие тканые материалы с двумя слоями имеют толщину от приблизительно 1,0 мм до приблизительно 3,0 мм и вес на единицу площади от приблизительно 1000 г/м2 до 3000 г/м2. Согласно данному изобретению, по меньшей мере, два сцепленных слоя соединены вместе, но больше двух сцепленных слоев могут соединяться последовательно.
Уточные нити расположены между сцепленными слоями. Уточные нити могут вставляться между сцепленными слоями в нескольких плоскостях. Способы вставки уточных нитей хорошо известны специалистам в данной области техники. В оптимальном варианте уточные нити располагаются приблизительно по центру между двумя сцепленными слоями и обычно размещены однонаправленно в плоскостях. В оптимальном варианте они также могут размещаться приблизительно параллельно друг к другу и выровнены в направлении, перпендикулярном к направлению ячеек в сцепленных слоях. Кроме того, уточные нити в оптимальном варианте вставляются в связанные нити, соединяющие сцепленные слои, и фиксируются ими. Уточные нити также могут конструироваться как составная проволока.
Вязаные каталитические сетки, согласно данному изобретению, обычно имеют ряд уточных нитей в каждой ячейке, соответствующий свойствам проволоки. Оптимальное количество легко сможет определить специалист в данной области техники после прочтения этого описания, исходя из конкретной используемой каталитической сетки и области, для которой она используется.
Уточные нити делают из того же самого типа проволоки, что и ячейка и связанные нити, а именно в оптимальном варианте из платиново-родиевого сплава с приблизительно от 4% вес. до приблизительно 12% вес. родия и из сплавов платины, палладия и родий с приблизительно от 4% до приблизительно 12% вес. палладия и родия. Типичные такие сплавы - PtRh5, PtRh8 и PtRh10.
В оптимальном варианте для вязания сеток, согласно данному изобретению, используется проволока, имеющая диаметр от приблизительно 0,05 мм до приблизительно 0,120 мм и предел прочности при растяжении от приблизительно 900 Н/мм2 до приблизительно 1050 Н/мм2, и предел удлинения от 0,5 до 3%. Производство проволоки из соответствующих сплавов благородного металла методом линейной холодной штамповки хорошо известно специалистам данной области техники. Такая проволока может обрабатываться без вспомогательных устройств на плоских вязальных машинах в соответствии с патентом ЕР 0504723, который включается в данное описание в качестве ссылки.
В вязаных каталитических сетках данного изобретения сцепленные нити, связанные нити и уточные нити могут иметь толщины, которые отличаются друг от друга. Обычно, независимо друг от друга, сцепленные нити имеют диаметры проволоки от приблизительно 0,06 мм до приблизительно 0,092 мм, связанные нити имеют диаметры проволоки от приблизительно 0,06 мм до 0,092 мм, и уточные нити имеют диаметры проволоки от приблизительно 0,06 мм до приблизительно 0,092 мм.
В вязаных каталитических сетках, согласно данному изобретению, можно на 15% уменьшить минимальную толщину проволоки сцепленных нитей, связанных нитей и уточных нитей. Длина обработанной проволоки в сцепленных и связанных нитях может быть уменьшена на 50%. В результате из сэкономленного количества благородного металла, по меньшей мере, 40% вставляется в каталитическую сетку в виде уточных нитей. Не возникает недостатков, связанных с выходом и избирательностью газовой реакции, механической прочностью и сроком службы сеток и неизбежной потерей благородного металла.
Вязаные каталитические сетки, сделанные в соответствии с данным изобретением, могут производиться на имеющихся в продаже промышленных плоских вязальных машинах (например, фирм Stoll, Reutlingen, тип CSM 440 ТС) путем вставки нитепроводника уточной нити между нитепроводником сцепленной нити и нитепроводником связанной нити. В соответствии с патентом ЕР 0504723 параметры на плоских вязальных машинах в оптимальном варианте установлены между приблизительно 3,63 и приблизительно 1,81 мм относительно масштаба и между приблизительно 2 и приблизительно 6 мм для длины ячейки.
Фиг.2 показывает увеличенную схему участка вязаной каталитической сетки согласно данному изобретению. На фигуре связанные нити и уточные нити изображены с большей толщиной проволоки, чем сцепленная нить для наглядной иллюстрации структуры геометрии сетки. На фиг. показана каталитическая сетка из двух сцепленных слоев (2), (3), соединенных друг с другом связанными нитями (1), в который уточные проволоки (4), расположенные приблизительно параллельно друг к другу, вставляются как отдельные проволоки приблизительно по центру между сцепленными слоями (2), (3). Уточная проволока (4) закрепляется в точках пересечения (5) связанных нитей (1) и образует дополнительную каталитически активную плоскость приблизительно по центру между сцепленными слоями (2), (3).
Путем введения уточной проволоки дополнительная плотная плоскость из проволоки из благородных металлов вставляется в трехмерную пространственную структуру вязаного материала в связанных нитях, которые перекрещиваются друг с другом, что вызывает увеличение скорости реакции в каталитической сетке. Уточная проволока закрепляется связанными нитями, которые перекрещиваются друг с другом, так что дополнительное укрепление этой проволоки путем переплетения с образованием ячеек не нужно. По сравнению с соответствующей каталитической сеткой, структурированной с одним слоем, эта сетка содержит значительно меньшее количество благородного металла из-за плоскости, образованной уточной проволокой.
Выяснилось, что вязаные каталитические сетки согласно данному изобретению имеют значительно большую каталитическую активность, чем трехмерные каталитические сетки известного уровня техники, сплетенные в два или более слоев (соответствующие патенту ЕР 0680767), в которые не вставлена уточная проволока. Реакции в газовой фазе могут, таким образом, осуществляться или с меньшим количеством слоев каталитической сетки в каталитической связке и/или с сетками, сделанными из проволоки из благородных металлов меньшей обработанной длины или меньшей толщины в зависимости от того, проводятся ли они при атмосферном давлении или при повышенном давлении. Это приводит к значительно меньшему общему количеству используемого благородного металла. Уменьшение количества используемого благородного металла составляет от приблизительно 15 и до приблизительно 30%.
Выгодная природа каталитических сеток согласно данному изобретению также проявляется в свойствах воспламенения каталитической связки и в течение критической пусковой фазы реакции. В результате более высокой каталитической активности температура воспламенения снижается обычно приблизительно на 20-30°С, а рабочая температура каталитической связки от приблизительно 800°С до приблизительно 950°С, следовательно, достигается значительно быстрее. Время, необходимое для достижения устойчивой реакции, обычно снижается на приблизительно 20-50%. Выброс N2O, в особенности в пусковой фазе реакции, таким образом снижается в среднем на приблизительно 15-30%, а выход продукта соответственно увеличивается.
Примеры
Пример 1:
Исследовательский реактор для окисления аммиака эксплуатировали в условиях, типичных для установок со средним давлением (давление: 4,0 бар; рабочая температура: 860°С; пропускная способность: 0,12 м3/час аммиака), в каждом случае с каталитической связкой диаметром 12 мм следующей конфигурации:
(a) комбинация (обычного, известного уровня техники):
3 каталитические сетки, сплетенные в один слой PtRh8; толщина проволоки 0,076 мм; вес на единицу площади 600 г/м2
1 каталитическая сетка, сплетенная в два слоя PtRh8; толщины проволоки: сцепленная нить 0,076 мм, связанная нить 0,076 мм; толщина сетки 2,5 мм; вес на единицу площади 1800 г/м2
(b) комбинация (модифицированная согласно изобретению):
3 каталитические сетки, сплетенные в один слой PtRh8; толщина проволоки 0,076 мм; вес на единицу площади 600 г/м2
1 каталитическая сетка, согласно изобретению, сплетенная в два слоя PtRh8; толщины проволоки: сцепленная нить 0,076 мм, связанная нить 0,076 мм, уточная нить 0,076 мм; толщина сетки 2,5 мм; вес на единицу площади 1800 г/м2
Температура воспламенения каталитической связки, модифицированной согласно изобретению, - 230°С и, следовательно, на 20-30°С ниже, чем температура обычной каталитической связки. В пусковой фазе каталитической связки, модифицированной согласно изобретению, выброс N2O снижен на 20%. В обоих случаях рабочие температуры установлены почти немедленно после воспламенения. С каталитической сеткой, согласно изобретению, стабильное рабочее состояние с постоянным распределением продукта устанавливается после достижения рабочей температуры, тогда как с каталитической связкой предыдущего уровня техники оно достигается только после 0,5-3,5 часов.
Пример 2:
Промышленный реактор для окисления аммиака эксплуатировали в условиях, типичных для установок со средним давлением (давление: 6,3 бар; рабочая температура: 895°С; пропускная способность: 5121 м3/час аммиака) с каталитической связкой диаметром 1700 мм следующей конфигурации:
(a) комбинация (обычного, известного уровня техники):
3 каталитические сетки, сплетенные в один слой PtRh8; толщина проволоки 0,076 мм; вес на единицу площади 600 г/м2
4 каталитические сетки, сплетенные в два слоя PtRh5; толщина проволоки 0,076 мм; вес на единицу площади 1800 г/м2
Общий вес содержащегося благородного металла 20,5 кг.
(b) комбинация (модифицированная согласно изобретению):
2 каталитические сетки, сплетенные в один слой PtRh5; толщина проволоки 0,076 мм; вес на единицу площади 600 г/м2
3 каталитические сетки, сплетенные в два слоя PtRh5; толщина проволоки 0,076 мм; вес на единицу площади 1800 г/м2
1 каталитическая сетка, согласно изобретению, сплетенная в два слоя PtRh5; толщины проволоки: сцепленная нить 0,060 мм, связанная нить 0,060 мм, уточная нить 0,060 мм; толщина сетки 2,55 мм; вес на единицу площади 1600 г/м2
Общий вес содержащегося благородного металла 16,5 кг.
Каталитическая связка, согласно изобретению, включает всего 6 каталитических сеток, из которых 1 является каталитической сеткой согласно изобретению, сплетенной в два слоя уточными нитями. Каталитическая связка предыдущего уровня техники с сопоставимой производительностью включает 7 сеток, из которых 3 являются каталитическими сетками, сплетенными в один слой, а 4 - каталитическими сетками, сплетенными в два слоя (соответствует патенту ЕР 0680767). Каталитическая сетка, согласно изобретению, приводит к снижению общего количества используемого благородного металла на 20%, с 20,5 кг до 16,5 кг.
Снижение количества благородного металла, используемого в каталитической сетке согласно изобретению, сплетенной в два слоя, достигается следующим образом:
1 каталитическая сетка, сплетенная в один слой с толщиной проволоки 0,076 мм и весом на единицу площади 600 г/м2 и 1 каталитическая сетка, сплетенная обычным способом в два слоя с толщиной проволоки 0,076 мм и весом на единицу площади 1800 г/м2, была заменена 1 каталитической сеткой согласно изобретению, сплетенной в два слоя с толщиной проволоки 0,060 мм и весом на единицу площади 1600 г/м2. Уменьшение веса составило 1,816 кг (33%), где 1,362 кг (75%) уменьшения веса достигается за счет уменьшения количества сеток в каталитической связке, а 0,454 кг (25%) достигается за счет уменьшения толщины проволоки в каталитической сетке согласно изобретению, сплетенной в два слоя.
Дополнительная экономия 2,184 кг во всей каталитической связке достигается уменьшением толщины проволоки и веса на единицу площади двух из трех используемых обычных каталитических сеток с двумя слоями.
Температура воспламенения каталитической связки не может быть измерена в этой установке. Рабочая температура достигается приблизительно через 2 минуты. Это составляет приблизительно 60% пускового времени, необходимого для обычных каталитических связок. Конверсия аммиака после достижения рабочей температуры является полной в обоих случаях.
После 4 недель эксплуатации с каталитическими сетками, согласно изобретению, достигается стабильный выход продукта на 1% больше.

Claims (15)

1. Каталитическая сетка, связанная из проволоки из благородного металла, включающая
a) множество сцепленных слоев;
b) связанные нити, которые соединяют друг с другом, по меньшей мере, два сцепленных слоя; и
c) уточные нити, которые расположены, по меньшей мере, между двумя сцепленными слоями, соединенными вышеупомянутыми связанными нитями.
2. Каталитическая сетка по п.1, в которой уточные нити вставлены между сцепленными слоями больше, чем в одной плоскости.
3. Каталитическая сетка по п.2 или 3, в которой уточные нити расположены приблизительно по центру между двумя сцепленными слоями.
4. Каталитическая сетка по любому из пп.1-3, в которой уточные нити расположены приблизительно параллельно друг к другу и выровнены в направлении, перпендикулярном к направлению ячеек в сцепленных слоях.
5. Каталитическая сетка по п.1, в которой уточные нити вставлены в связанные нити.
6. Каталитическая сетка по любому из пп.1-5, в которой сцепленные слои имеют диаметры проволоки от приблизительно 0,06 до приблизительно 0,092 мм, связанные нити имеют диаметры проволоки от приблизительно 0,06 до приблизительно 0,092 мм и уточные нити имеют диаметры проволоки от приблизительно 0,06 до приблизительно 0,092 мм.
7. Каталитическая сетка по любому из пп.1-6, в которой присутствует до десяти связанных нитей на ячейку, и связанные нити расположены под углом от 0 до 50° к направлению потока реакционных газов.
8. Каталитическая сетка по любому из пп.1-7, в которой толщина двух сцепленных слоев составляет от приблизительно 1,0 до приблизительно 3,0 мм и вес на единицу площади составляет от приблизительно 1000 до приблизительно 3000 г/м2.
9. Каталитическая сетка по любому из пп.1-8, в которой сцепленные слои состоят из сцепленных нитей, а сцепленные нити состоят из платиново-родиевого сплава, содержащего от 4 до 12 вес.% родия, или сплава платины, палладия и родия, содержащего от 4 до 12 вес.% палладия и родия.
10. Каталитическая сетка по любому из пп.1-9, в которой связанные нити состоят из платинородиевого сплава с содержанием родия от 4 до 12 вес.%, или сплава платины, палладия и родия, содержащего от 4 до 12 вес.% палладия и родия.
11. Каталитическая сетка по любому из пп.1-10, в которой уточные нити состоят из платинородиевого сплава с содержанием родия от 4 до 12 вес.%, или сплава платины, палладия и родия, содержащего от 4 до 12 вес.% палладия и родия.
12. Способ получения трехмерной каталитической сетки по любому одному из пп.1-11, включающий сплетение проволок из благородного металла в два или более слоев на горизонтальной вязальной машине, в котором нитепроводник уточной нити перемещается между нитепроводником сцепленного слоя и нитепроводником связанной нити.
13. Способ по п.12, в котором вышеупомянутая проволока имеет диаметр от приблизительно 0,05 мм до приблизительно 0,120 мм, предел прочности на растяжение от приблизительно 900 до 1050 Н/мм2 и предел удлинения от приблизительно 0,5 до приблизительно 3%.
14. Способ по п.12 или 13, в котором на горизонтальной вязальной машине с плоским основанием параметры настройки составляют между 3,63 и 1,81 мм относительно шаблона и между 2 и 6 мм для длины ячейки.
15. Применение каталитической сетки по любому из пп.1-12 для окисления аммиака атмосферным кислородом для получения азотной кислоты.
RU2003124443/15A 2001-02-08 2002-02-08 Трехмерные каталитические сетки, сплетенные в два или более слоев RU2298433C2 (ru)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10105624A DE10105624A1 (de) 2001-02-08 2001-02-08 Dreidimensionale, zwei-oder mehrlagig gestrickte Katalysatormetze für Gasreaktionen
DE10105624.9 2001-02-08
US26871801P 2001-02-15 2001-02-15
US60/268,718 2001-02-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003124443A RU2003124443A (ru) 2005-02-27
RU2298433C2 true RU2298433C2 (ru) 2007-05-10

Family

ID=26008439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003124443/15A RU2298433C2 (ru) 2001-02-08 2002-02-08 Трехмерные каталитические сетки, сплетенные в два или более слоев

Country Status (11)

Country Link
EP (1) EP1358010B2 (ru)
JP (1) JP2004528159A (ru)
AT (1) ATE278468T1 (ru)
AU (1) AU2002254889A1 (ru)
CZ (1) CZ20032150A3 (ru)
ES (1) ES2229130T5 (ru)
HU (1) HUP0303180A2 (ru)
PL (1) PL202850B1 (ru)
RU (1) RU2298433C2 (ru)
UA (1) UA81391C2 (ru)
WO (1) WO2002062466A2 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2603656C2 (ru) * 2012-06-27 2016-11-27 Товарищество С Ограниченной Ответственностью "Туймекент" Способ получения цианистого водорода
RU2827024C1 (ru) * 2020-08-07 2024-09-20 Дженс КОПАЧ Сетки с третичной структурой для каталитической реакции текучих сред

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100398200C (zh) * 2005-11-23 2008-07-02 贵研铂业股份有限公司 氨氧化用铂合金针织催化网
DE102007034715A1 (de) 2007-07-23 2009-01-29 Evonik Röhm Gmbh Reaktor zur Herstellung von Cyanwasserstoff nach dem Andrussow-Verfahren
US9677188B2 (en) 2009-06-17 2017-06-13 Novellus Systems, Inc. Electrofill vacuum plating cell
US8962085B2 (en) 2009-06-17 2015-02-24 Novellus Systems, Inc. Wetting pretreatment for enhanced damascene metal filling
US9455139B2 (en) 2009-06-17 2016-09-27 Novellus Systems, Inc. Methods and apparatus for wetting pretreatment for through resist metal plating
US9138784B1 (en) 2009-12-18 2015-09-22 Novellus Systems, Inc. Deionized water conditioning system and methods
DE102011016044A1 (de) 2011-04-04 2012-10-04 Jens Kopatsch Verfahren zur Herstellung von Formdrähten mit hoher Drahtoberfläche und Katalysatornetzen aus Formdrähten
EP2822681A1 (en) 2012-03-05 2015-01-14 Basf Se Ammonia oxidation reactor with internal filter element
CN102935363A (zh) * 2012-11-09 2013-02-20 贵研铂业股份有限公司 新型铂铑合金多层立体催化网及其制备方法
US9435049B2 (en) 2013-11-20 2016-09-06 Lam Research Corporation Alkaline pretreatment for electroplating
JP6276115B2 (ja) * 2014-06-12 2018-02-07 グンゼ株式会社 金属製スポンジ状立体編地
US9481942B2 (en) 2015-02-03 2016-11-01 Lam Research Corporation Geometry and process optimization for ultra-high RPM plating
US10337130B2 (en) 2016-02-01 2019-07-02 The Boeing Company Metal alloy knit fabric for high temperature insulating materials
JP7035780B2 (ja) * 2018-05-08 2022-03-15 トヨタ自動車株式会社 触媒構造体
EP3647020A1 (en) * 2018-11-05 2020-05-06 Basf Se Catalyst, catalyst carrier or absorbent monolith of stacked strands
EP3680015B1 (de) * 2019-01-14 2024-03-06 Heraeus Precious Metals GmbH & Co. KG Katalysatorsystem sowie verfahren zur katalytischen verbrennung von ammoniak zu stickstoffoxiden in einer mitteldruckanlage
PL3680214T3 (pl) * 2019-01-14 2022-01-31 Heraeus Deutschland Gmbh & Co Kg Układ katalizatora oraz sposób katalitycznego spalania amoniaku do uzyskania tlenków azotu w instalacji średniociśnieniowej
GB201907831D0 (en) 2019-06-03 2019-07-17 Johnson Matthey Plc Catalyst gauze
DE102020120927B4 (de) 2020-08-07 2024-01-25 Jens Kopatsch Verfahren zur Herstellung von Netzen mit Tertiärstruktur zur katalytischen Umsetzung von Fluiden
EP4001483A1 (de) 2020-11-17 2022-05-25 UMICORE AG & Co. KG Edelmetallnetz für die katalysierung von gasphasenreaktionen, sein herstellungsverfahren und seine verwendung in einem ammoniak oxidationsverfahren
WO2022106395A1 (de) 2020-11-17 2022-05-27 Umicore Ag & Co. Kg Edelmetallnetz für die katalysierung von gasphasenreaktionen
EP4215662B1 (de) * 2022-01-24 2024-06-12 Heraeus Precious Metals GmbH & Co. KG Verfahren zur herstellung von edelmetallnetzen auf flachstrickmaschinen
PL4215661T3 (pl) * 2022-01-24 2024-08-12 Heraeus Precious Metals Gmbh & Co. Kg Sposób wytwarzania siatki z metalu szlachetnego na płaskich maszynach dziewiarskich
EP4407083A1 (de) 2023-01-26 2024-07-31 Umicore AG & Co. KG Fadenführer für eine strickmaschine für edelmetallnetze

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4189811A (en) * 1978-03-29 1980-02-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for producing non-woven webs of cross-laid strands
RU2024294C1 (ru) * 1990-02-22 1994-12-15 Барелко Виктор Владимирович Каталитический элемент для конверсии аммиака
EP0680787A1 (de) * 1994-04-06 1995-11-08 Degussa Aktiengesellschaft Katalysatornetze für Gasreaktionen
RU2119819C1 (ru) * 1992-07-31 1998-10-10 Контур Лион-Альман-Луйо Нить, включающая по крайней мере один нитевидный элемент, соединение нитей, катализаторы, устройство, предназначенное для рекуперации частиц драгоценных металлов или их сплавов, устройство, предназначенное для улавливания частиц драгоценных металлов или их сплавов
RU2150389C1 (ru) * 1999-02-01 2000-06-10 Оао "Екатеринбургский Завод По Обработке Цветных Металлов" Пакет газопроницаемых сеток из благородных металлов для каталитических процессов

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR771524A (fr) * 1933-07-06 1934-10-10 Comptoir General Des Metaux Pr Perfectionnement aux toiles de platine utilisées comme catalyseurs
US4045847A (en) * 1970-10-02 1977-09-06 Walford Richard L Apparatus for the manufacture of weft inserted non-woven fabrics
US4181514A (en) * 1978-02-14 1980-01-01 Huyck Corporation Stitch knitted filters for high temperature fluids and method of making them
DE3671259D1 (de) 1985-08-22 1990-06-21 Asahi Chemical Ind Kettengewirkte raeumliche konstruktion und verfahren und vorrichtung zu deren herstellung.
DE4206199C1 (ru) * 1991-03-16 1992-11-12 Degussa Ag, 6000 Frankfurt, De
DE4300791A1 (de) * 1993-01-14 1994-07-21 Heraeus Gmbh W C Gewirk aus edelmetallhaltigen Drähten und Verfahren für seine Herstellung
US6073467A (en) 1994-04-06 2000-06-13 Degussa Aktiengesellschaft Catalyst gauzes for gaseous reactions
DE4423714A1 (de) * 1994-07-08 1996-01-11 Heraeus Gmbh W C Gewirk aus edelmetallhaltigen Drähten und Verfahren für seine Herstellung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4189811A (en) * 1978-03-29 1980-02-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for producing non-woven webs of cross-laid strands
RU2024294C1 (ru) * 1990-02-22 1994-12-15 Барелко Виктор Владимирович Каталитический элемент для конверсии аммиака
RU2119819C1 (ru) * 1992-07-31 1998-10-10 Контур Лион-Альман-Луйо Нить, включающая по крайней мере один нитевидный элемент, соединение нитей, катализаторы, устройство, предназначенное для рекуперации частиц драгоценных металлов или их сплавов, устройство, предназначенное для улавливания частиц драгоценных металлов или их сплавов
EP0680787A1 (de) * 1994-04-06 1995-11-08 Degussa Aktiengesellschaft Katalysatornetze für Gasreaktionen
RU2095135C1 (ru) * 1994-04-06 1997-11-10 Дегусса Аг Сетка трехмерного плетения для каталитических реакций
RU2150389C1 (ru) * 1999-02-01 2000-06-10 Оао "Екатеринбургский Завод По Обработке Цветных Металлов" Пакет газопроницаемых сеток из благородных металлов для каталитических процессов

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2603656C2 (ru) * 2012-06-27 2016-11-27 Товарищество С Ограниченной Ответственностью "Туймекент" Способ получения цианистого водорода
RU2827024C1 (ru) * 2020-08-07 2024-09-20 Дженс КОПАЧ Сетки с третичной структурой для каталитической реакции текучих сред

Also Published As

Publication number Publication date
HUP0303180A2 (hu) 2003-12-29
ATE278468T1 (de) 2004-10-15
JP2004528159A (ja) 2004-09-16
EP1358010B1 (en) 2004-10-06
CZ20032150A3 (cs) 2004-05-12
EP1358010A2 (en) 2003-11-05
ES2229130T5 (es) 2009-01-16
WO2002062466A2 (en) 2002-08-15
ES2229130T3 (es) 2005-04-16
UA81391C2 (en) 2008-01-10
RU2003124443A (ru) 2005-02-27
PL202850B1 (pl) 2009-07-31
PL364139A1 (en) 2004-12-13
EP1358010B2 (en) 2008-07-23
WO2002062466A3 (en) 2002-11-07
AU2002254889A1 (en) 2002-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2298433C2 (ru) Трехмерные каталитические сетки, сплетенные в два или более слоев
US20020127932A1 (en) Three-dimensional catalyst gauzes knitted in two or more layers
AU644725B2 (en) A process for the production of gas-permeable nets of noble metals for catalytic processes
CN113286655B (zh) 用于在中压系统中催化燃烧氨以形成氮氧化物的催化剂系统和方法
EP3523024B1 (en) A wire for manufacturing catalyst gauzes
AU2020208734B2 (en) Catalyst system and method for the catalytic combustion of ammonia to form nitrogen oxides in a medium-pressure system
PL178774B1 (pl) Trójwymiarowo dziane siatki z metali szlachetnych do przeprowadzania katalitycznych reakcji gazowych
US20220323947A1 (en) Knitting of noble metal nets using ignoble materials at the edge, noble metal net produced in this way and a method for using the noble metal net
US12128392B2 (en) Catalyst gauze
RU2808516C2 (ru) Каталитическая система, а также способ каталитического сжигания аммиака до оксидов азота в установке среднего давления
RU2150389C1 (ru) Пакет газопроницаемых сеток из благородных металлов для каталитических процессов
TW202415447A (zh) 用於氨氧化中之長期活動且具有包含貴金屬線的催化劑網絡之催化劑系統
RU2212272C1 (ru) Платиноидный катализатор в форме проволочной сетки
AU2023202445B2 (en) Catalyst system for a flow reactor and method for catalytic oxidation of ammonia
RU2808515C2 (ru) Каталитическая система, а также способ каталитического сжигания аммиака до оксидов азота в установке среднего давления
US20230398531A1 (en) Precious metal mesh for catalyzing gas-phase reactions
RU2294239C1 (ru) Платиноидный сеточный катализатор
UA127110C2 (uk) Каталізатор окиснювального амонолізу метану
AU2023276772A1 (en) Catalyst system for a flow reactor, and method for the catalytic oxidation of ammonia
Voss et al. Studies on mass transport on platinum gauze catalysts of various structures for ammonia oxidation