RU2659078C1 - Катализатор, способ приготовления катализатора и способы окислительной конверсии углеводородов, гидрирования оксидов углерода и углеводородов - Google Patents
Катализатор, способ приготовления катализатора и способы окислительной конверсии углеводородов, гидрирования оксидов углерода и углеводородов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2659078C1 RU2659078C1 RU2016123882A RU2016123882A RU2659078C1 RU 2659078 C1 RU2659078 C1 RU 2659078C1 RU 2016123882 A RU2016123882 A RU 2016123882A RU 2016123882 A RU2016123882 A RU 2016123882A RU 2659078 C1 RU2659078 C1 RU 2659078C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- hydrocarbons
- hydrogenation
- oxidative conversion
- carbon dioxide
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 30
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 30
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 23
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical class [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 20
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 14
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 claims abstract description 15
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 6
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 5
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 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 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000002453 autothermal reforming Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- -1 for example Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXNYVYJABGOSBX-UHFFFAOYSA-N rhodium(3+);trinitrate Chemical compound [Rh+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VXNYVYJABGOSBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000005118 spray pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
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
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/02—Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/04—Alumina
-
- 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
-
- B01J35/58—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
- C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
- C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C9/00—Aliphatic saturated hydrocarbons
- C07C9/02—Aliphatic saturated hydrocarbons with one to four carbon atoms
- C07C9/04—Methane
-
- 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
Description
Изобретение относится к катализатору и процессам каталитической окислительной конверсии углеводородов и гидрирования оксидов углерода и углеводородов. В частности, такие реакции, как паровая, углекислотная конверсии, парциальное окисление или автотермический риформинг углеводородов с получением синтез-газа, лежат в основе большинства крупнотоннажных процессов химической и нефтехимической промышленности.
Усовершенствование катализаторов и оптимизация параметров проведения этих процессов всегда имели стратегическое значение, способствуя ресурсо- и энергосбережению.
В последнее время большое внимание также стало уделяться проблеме утилизации оксидов углерода, в первую очередь улавливанию и вовлечению в оборот углекислого газа - одного из основных парниковых газов, приводящих к глобальному потеплению. Каталитическая конверсия СО2 в топливо (например, получение синтетического природного газа, метанола, диметилового эфира, синтез-газа) рассматривается как перспективный подход по его утилизации. В частности, каталитическая конверсия может применяться при переработке биогаза, одновременно содержащего метан и углекислый газ. В этой связи разработка активных, селективных и стабильных гетерогенных катализаторов, позволяющих минимизировать капитальные затраты и операционные издержки при проведении вышеперечисленных процессов, является крайне важной задачей.
В настоящее время известны катализаторы и способы проведения каталитических реакций окислительной конверсии углеводородов с применением нанесенных рутениевых, платиновых, родиевых, кобальтовых, никелевых катализаторов (Р.K. Cheekatamarla, C.M. Finnerty, Reforming catalysts for hydrogen generation in fuel cell applications // Journal of Power Sources, V. 160 Is. 1,2006, 490-499; EP 1586 535 A2; CN 102949994 (A); US 7449168, B01J 23/78, C01B 3/26, 11.11.2009). Недостатками известных катализаторов являются невысокая активность, зауглероживание катализаторов и спекание дисперсных металлических частиц в условиях протекания каталитической реакции.
Известны также катализаторы и способы проведения гидрирования оксидов углерода и углеводородов (RU 2409878, Н01М 8/06, 20.01.2011; SU №780881, B01J 37/02, 1980). В частности, известны способы каталитической конверсии углекислого газа, где в качестве катализатора используются переходные металлы, например, Ru, Rh, Pt, Ni, Co, нанесенные на оксид алюминия (О.В. Крылов, А.Х. Мамедов, Гетерогенно-каталитические реакции диоксида углерода // Успехи химии, 1995, том 64, номер 9, страницы 935-959). Недостатками известных катализаторов являются невысокая конверсия углекислого газа, зауглероживание и снижение активности.
В основном, эти недостатки вызваны структурой используемого в катализаторах носителя, обычно представляющего собой агломераты из сферически подобных наноразмерных частиц, которые не обеспечивают сохранение высокой дисперсности, оптимального фазового состава нанесенных металлических частиц в процессе приготовления катализатора и в условиях протекания каталитических реакций.
В качестве прототипа был выбран 5 вес. % Rh/Al2O3 катализатор (J. Yu, Z. Zhang, F. Dallmann, J. Zhang, D. Miao, H. Xu, A. Goldbach, R. Dittmeyer, Facile synthesis of highly active Rh/Al2O3 steam reforming catalysts with preformed support by flame spray pyrolysis // Applied Catalysis B: Environmental 198 (2016) 171-179).
Недостатками являются невысокая конверсия углекислого газа, зауглероживание и снижение активности.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности каталитической окислительной конверсии углеводородов и гидрирования оксидов углерода и углеводородов за счет разработки более эффективных катализаторов.
Технический результат - высокая активность, стабильность катализатора при проведении данных каталитических процессов.
Задача решается благодаря использованию катализатора, содержащего в качестве активного компонента переходные металлы Периодической системы, преимущественно не менее одного переходного металла, выбранного из VIII группы Периодической системы, в количестве не менее 0,01 мас. %, и носителя, представляющего собой монокристаллические нановолокна оксида алюминия, преимущественно имеющих диаметр более 3 нм и длину более 100 нм (US Patent Application 2013/0192517 A1, C30B 9/00, 01.08.2013), которые в своем составе могут содержать переходные металлы и лантаноиды.
Задача решается также способом приготовления катализатора окислительной конверсии углеводородов и гидрирования оксидов углерода и углеводородов нанесением комплексных соединений переходных металлов, преимущественно не менее одного переходного металла, выбранного из VIII группы Периодической системы, в количестве не менее 0,01 мас. %, на носитель, представляющий собой монокристаллические нановолокна оксида алюминия, преимущественно имеющие диаметр более 3 нм и длину более 100 нм, которые в своем составе могут содержать переходные металлы и лантаноиды.
Задача решается также способом окислительной конверсии углеводородов в присутствии катализатора, описанного выше, при температуре выше 20°С, при давлении выше 0,1 атм. В качестве окислителя преимущественно используют воду, и/или углекислый газ, и/или кислород, который может находиться в смеси с азотом, в качестве основных продуктов реакции могут образовываться водород, вода, монооксид углерода, углекислый газ, метан.
Задача решается также способом гидрирования оксидов углерода и углеводородов в присутствии катализатора, описанного выше, при температуре выше 20°С, при давлении выше 0,1 атм. Для проведения гидрирования преимущественно используют водород, а основным продуктом является метан.
На прототипе при 650°С даже при потоке 196000 см3г-1ч-1 не достигалось равновесное распределение продуктов и конверсия метана в ходе проведения реакции паровой конверсии метана. На катализаторе, приготовленном по примеру 2, достигалось равновесное распределение продуктов при потоках до 270000 см3г-1ч-1. Результат достигается за счет высокой активности и стабильности катализатора, что иллюстрируется примерами 11 и 12.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами по приготовлению катализаторов и примерами, описывающими результаты испытаний катализаторов в окислительной конверсии углеводородов и гидрирования оксидов углерода и углеводородов.
I. Приготовление катализаторов
Пример 1.
Получение образца 0.3 мас. % Rh/Нановолокна оксида алюминия.
0,100 г нитрата родия (III) гидрата растворяют в 75 мл воды, далее в раствор помещают 10 г нановолокон оксида алюминия, высушивают при 110°С и прокаливают при 400°С.
Пример 2.
Получение образца 37 мас. % Ni/Нановолокна оксида алюминия.
5,7 г [Ni(NO3)2⋅6H2O] и 1,2 г глицина растворяют в 15 мл воды. В полученный раствор помещают 2 г нановолокон оксида алюминия, после чего на 30 мин помещают в печь, разогретую до 400°С. Далее восстанавливают при 700°С в токе 10%Н2 в Ar в течение 4 ч.
Пример 3.
Получение образца 37 мас. % Ni/Нановолокна оксида алюминия с содержанием церия.
5,7 г [Ni(NO3)2⋅6H2O] и 1,2 г глицина растворяют в 15 мл воды. В полученный раствор помещают 2 г нановолокон оксида алюминия, содержащие в своем составе 0,1 мас. % церия, после чего на 30 мин помещают в печь, разогретую до 400°С. Далее восстанавливают при 500°С в токе 10%Н2 в Ar в течение 4 ч.
Пример 4.
Получение образца 20 мас. % Ni/Нановолокна оксида алюминия.
2,7 г [Ni(NO3)2⋅6H2O] растворяют в 15 мл воды. В полученный раствор помещают 2 г нановолокон оксида алюминия, после чего на 30 мин помещают в печь, разогретую до 400°С. Далее восстанавливают при 500°С в токе 10%Н2 в Ar в течение 4 ч.
Пример 5.
Получение образца 15 мас. % Ni/Нановолокна оксида алюминия с содержанием хрома.
1,8 г [Ni(NO3)2⋅6H2O] растворяют в 50 мл воды. В полученный раствор помещают 2 г нановолокон оксида алюминия, содержащие 1 мас. % хрома, и по каплям прикапывают 17 мл 1 моль/л раствора гидроксида натрия. После этого нановолокна извлекают из раствора и на 30 мин помещают в печь, разогретую до 400°С. Далее восстанавливают при 500°С в токе 10%H2 в Ar в течение 4 ч.
Пример 6.
Получение образца 0.3 мас. % Pt-0.3 мас. %Со/Нановолокна оксида алюминия.
0,080 г гексахлороплатината натрия и 0,10 г нитрата кобальта (II) растворяют в 75 мл воды, далее в раствор помещают 10 г нановолокон оксида алюминия, высушивают при 110°С и прокаливают при 400°С.
II. Испытание катализаторов
Пример 7.
Окислительная конверсия углеводородов иллюстрируется на примере паровой конверсии метана. Процесс проводят с катализатором, приготовленным в соответствии с примером 2, при температуре 650°С, при скорости 135000 см3г-1ч-1 и атмосферном давлении. Реакционная газовая смесь состоит из: 33.3 об. % СН4 и 66.7 об. % H2O. Полученные результаты приведены в таблице 1.
Пример 8.
Процесс гидрирования углекислого газа в присутствии метана проводят с катализатором, приготовленным в соответствии с примером 3, при температуре 410°С, при скорости 34000 см3г-1ч-1 и атмосферном давлении. Реакционная газовая смесь состоит из: 8,2 об. % CO2, 38,2 об. % Н2, 2 об. % СН4, 51,6 об. % N2. Полученные результаты приведены в таблице 2.
Пример 9.
Процесс гидрирования углекислого газа проводят с катализатором, приготовленным в соответствии с примером 3, при температуре 395°С, при скорости 34000 см3г-1ч-1 и атмосферном давлении. Реакционная газовая смесь состоит из: 8,2 об. % СО2, 38,2 об. % Н2, 53,6 об. % N2 Полученные результаты приведены в таблице 3.
Пример 10.
Процесс гидрирования пропана проводят с катализатором, приготовленным в соответствии с примером 3, при температуре 400°С, при скорости 25000 см3г-1ч-1 и атмосферном давлении. Реакционная газовая смесь состоит из: 10 об. % C3H8, 50 об. % СН4, 30 об. % Н2, 10 об. % N2. Полученные результаты приведены в таблице 4.
Таким образом, как видно из примеров и таблиц, предлагаемое изобретение позволяет эффективно осуществлять процессы окислительной конверсии углеводородов и гидрирования оксидов углерода и углеводородов.
Пример 11, который доказывает достижение высокой стабильности катализатора по сравнению с прототипом
Пример 11.
Стабильность катализатора иллюстрируется на примере паровой конверсии метана в течение 90 ч. Процесс проводят с катализатором, приготовленным в соответствии с примером 2, при температуре 650°С, при скорости 135000 см3г-1ч-1 и атмосферном давлении. Реакционная газовая смесь состоит из: 33.3 об. % СН4 и 66.7 об. % H2O Полученные результаты приведены в таблице 5.
Примеры 12 и 13 доказывают высокую активность катализатора в гидрировании оксидов углерода
Пример 12.
Процесс гидрирования моноксида углерода проводят с катализатором, приготовленным в соответствии с примером 3, при температуре 300°С, при скорости 29000 см3г-1ч-1 и атмосферном давлении. Реакционная газовая смесь состоит из: 2 об. % СО, 98 об. % Н2. Полученные результаты приведены в таблице 6.
Пример 13.
Процесс гидрирования моноксида и диоксида углерода проводят с катализатором, приготовленным в соответствии с примером 3, при температуре 300°С, при скорости 29000 см3г-1ч-1 и атмосферном давлении. Реакционная газовая смесь состоит из: 1 об. % СО, 1 об. % CO2, 98 об. % Н2. Полученные результаты приведены в таблице 7.
Таким образом, как видно из примеров и таблиц, предлагаемое изобретение позволяет эффективно осуществлять процессы окислительной конверсии углеводородов и гидрирования оксидов углерода и углеводородов.
Claims (15)
1. Катализатор окислительной конверсии углеводородов и гидрирования оксидов углерода и/или углеводородов, содержащий в качестве активного компонента переходные металлы Периодической системы и носитель, отличающийся тем, что в качестве носителя он содержит монокристаллические нановолокна оксида алюминия, имеющие диаметр более 3 нм и длину более 100 нм.
2. Катализатор по п. 1, отличающийся тем, что он содержит активный компонент в количестве не менее 0,01 мас. %.
3. Способ приготовления катализатора окислительной конверсии углеводородов и гидрирования оксидов углерода и/или углеводородов нанесением активного компонента - переходных металлов Периодической системы на носитель, отличающийся тем, что катализатор готовят нанесением комплексных соединений переходных металлов на монокристаллические нановолокна оксида алюминия, имеющие диаметр более 3 нм и длину более 100 нм.
4. Способ приготовления катализатора по п. 3, отличающийся тем, что активный компонент наносят в количестве не менее 0,01 мас. %.
5. Способ окислительной конверсии углеводородов в присутствии катализатора, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют катализатор по пп. 1, 2 или приготовленный по пп. 3, 4.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют воду и/или углекислый газ и/или кислород.
7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют кислород в смеси с азотом.
8. Способ по п. 5, отличающийся тем, что в качестве основных продуктов реакции образуются водород и/или вода и монооксид углерода и/или углекислый газ и/или метан.
9. Способ по п. 5, отличающийся тем, что процесс проводят при температуре выше 20°С.
10. Способ по п. 5, отличающийся тем, что процесс проводят при давлении выше 0,1 атм.
11. Способ гидрирования монооксида углерода и/или диоксида углерода и/или углеводородов в присутствии катализатора, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют катализатор по пп. 1, 2 или приготовленный по пп. 3, 4.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что для проведения гидрирования используют водород.
13. Способ по п. 11, отличающийся тем, что основным продуктом гидрирования является метан.
14. Способ по п. 11, отличающийся тем, что процесс проводят при температуре выше 20°С.
15. Способ по п. 11, отличающийся тем, что процесс проводят при давлении выше 0,1 атм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016123882A RU2659078C1 (ru) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | Катализатор, способ приготовления катализатора и способы окислительной конверсии углеводородов, гидрирования оксидов углерода и углеводородов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016123882A RU2659078C1 (ru) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | Катализатор, способ приготовления катализатора и способы окислительной конверсии углеводородов, гидрирования оксидов углерода и углеводородов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016123882A RU2016123882A (ru) | 2017-12-20 |
| RU2659078C1 true RU2659078C1 (ru) | 2018-06-28 |
Family
ID=60718234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016123882A RU2659078C1 (ru) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | Катализатор, способ приготовления катализатора и способы окислительной конверсии углеводородов, гидрирования оксидов углерода и углеводородов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2659078C1 (ru) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU780881A1 (ru) * | 1979-01-02 | 1980-11-23 | Предприятие П/Я А-1676 | Катализатор дл гидрировани ароматических углеводородов и очистки газов от кислорода и окиси углерода и способ его получени |
| RU2409878C2 (ru) * | 2005-09-02 | 2011-01-20 | Хальдор Топсеэ А/С | Способ и катализатор гидрирования оксидов углерода |
| RU2414296C1 (ru) * | 2009-10-29 | 2011-03-20 | Инфра Текнолоджиз Лтд. | Катализатор для синтеза углеводородов из со и h2 и способ его получения |
| US20130192517A1 (en) * | 2012-01-31 | 2013-08-01 | Anf Technology Limited | Method And System For Alumina Nanofibers Synthesis From Molten Aluminum |
| WO2014011646A1 (en) * | 2012-07-09 | 2014-01-16 | Siluria Technologies, Inc. | Natural gas processing and systems |
| RU2012141952A (ru) * | 2010-03-02 | 2014-04-10 | Кинг Абдулла Юнивесити Ов Сайенс Энд Текнолэджи | Наночастицы волокон оксида кремния с развитой поверхностью |
| RU2579144C2 (ru) * | 2009-12-15 | 2016-04-10 | ЭсДиСиМАТИРИАЛЗ, ИНК. | Нанесение и закрепление наноактивного материала |
-
2016
- 2016-06-15 RU RU2016123882A patent/RU2659078C1/ru active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU780881A1 (ru) * | 1979-01-02 | 1980-11-23 | Предприятие П/Я А-1676 | Катализатор дл гидрировани ароматических углеводородов и очистки газов от кислорода и окиси углерода и способ его получени |
| RU2409878C2 (ru) * | 2005-09-02 | 2011-01-20 | Хальдор Топсеэ А/С | Способ и катализатор гидрирования оксидов углерода |
| RU2414296C1 (ru) * | 2009-10-29 | 2011-03-20 | Инфра Текнолоджиз Лтд. | Катализатор для синтеза углеводородов из со и h2 и способ его получения |
| RU2579144C2 (ru) * | 2009-12-15 | 2016-04-10 | ЭсДиСиМАТИРИАЛЗ, ИНК. | Нанесение и закрепление наноактивного материала |
| RU2012141952A (ru) * | 2010-03-02 | 2014-04-10 | Кинг Абдулла Юнивесити Ов Сайенс Энд Текнолэджи | Наночастицы волокон оксида кремния с развитой поверхностью |
| US20130192517A1 (en) * | 2012-01-31 | 2013-08-01 | Anf Technology Limited | Method And System For Alumina Nanofibers Synthesis From Molten Aluminum |
| WO2014011646A1 (en) * | 2012-07-09 | 2014-01-16 | Siluria Technologies, Inc. | Natural gas processing and systems |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Маркова Е.Б. и др. Исследование нановолокнистых катализаторов на основе оксидов алюминия и титана в реакции крекинга пропана. Бутлеровские чтения, 2013, т. 34, N 4, с. 69-74. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016123882A (ru) | 2017-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Li et al. | Remarkably efficient and stable Ni/Y2O3 catalysts for CO2 methanation: Effect of citric acid addition | |
| Lu et al. | Metal (Fe, Co, Ce or La) doped nickel catalyst supported on ZrO2 modified mesoporous clays for CO and CO2 methanation | |
| Demsash et al. | Ruthenium doped nickel-alumina-ceria catalyst in glycerol steam reforming | |
| Adhikari et al. | Production of hydrogen by steam reforming of glycerin over alumina-supported metal catalysts | |
| Palma et al. | Enhancing Pt-Ni/CeO2 performances for ethanol reforming by catalyst supporting on high surface silica | |
| Fierro et al. | Ethanol oxidative steam reforming over Ni-based catalysts | |
| Therdthianwong et al. | Synthesis gas production from dry reforming of methane over Ni/Al2O3 stabilized by ZrO2 | |
| Shao et al. | Hydrogen production from steam reforming of glycerol over Ni/CeZrO catalysts | |
| Therdthianwong et al. | Improvement of coke resistance of Ni/Al2O3 catalyst in CH4/CO2 reforming by ZrO2 addition | |
| Biswas et al. | Oxidative steam reforming of ethanol over Ni/CeO2-ZrO2 catalyst | |
| de Araújo Moreira et al. | Highly stable low noble metal content rhodium-based catalyst for the dry reforming of methane | |
| Wang et al. | Thermally stable Ir/Ce 0.9 La 0.1 O 2 catalyst for high temperature methane dry reforming reaction | |
| Li et al. | Catalytic performance of iron-promoted nickel-based ordered mesoporous alumina FeNiAl catalysts in dry reforming of methane | |
| Le et al. | The impact of Ce-Zr addition on nickel dispersion and catalytic behavior for CO 2 methanation of Ni/AC catalyst at low temperature | |
| Tengfei et al. | Ethanol dry reforming for syngas production over Ir/CeO2 catalyst | |
| Sajjadi et al. | Sol–gel synthesis of Ni–Co/Al2O3–MgO–ZrO2 nanocatalyst used in hydrogen production via reforming of CH4/CO2 greenhouse gases | |
| WO2002038268A1 (fr) | Catalyseur de reformage pour hydrocarbures et procede de reformage correspondant | |
| Lin et al. | Hydrogen production in steam reforming of glycerol by conventional and membrane reactors | |
| Mao et al. | Coke-resistance over Rh–Ni bimetallic catalyst for low temperature dry reforming of methane | |
| Chava et al. | Effect of calcination time on the catalytic activity of Ni/γ-Al2O3 cordierite monolith for dry reforming of biogas | |
| Karatzas et al. | Hydrogen generation from n-tetradecane, low-sulfur and Fischer–Tropsch diesel over Rh supported on alumina doped with ceria/lanthana | |
| AU2011357640B2 (en) | Nickel-M-alumina xerogel catalyst, method for preparing same, and method for preparing methane using the catalyst | |
| Zou et al. | Preparation adjacent Ni-Co bimetallic nano catalyst for dry reforming of methane | |
| Marinoiu et al. | Carbon dioxide conversion to methane over supported nickel base catalysts | |
| Jabotra et al. | CO2/CO methanation over Ru and Ni supported γ-Al2O3: A study on the effect of the stoichiometry of reactant gases |