Каталізатор для очищення оксиду вуглецю і вуглеводнів

Каталізатор окислення оксиду вуглецю і вуглеводнів, що включає нікель, алюміній, який відрізняється тим, що він додатково містить кобальт, марганець і мідь при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: нікель 25-30 кобальт 8-10 марганець 10-12 мідь 1-3 алюміній решта. (19) (21) u200905588 (22) 01.06.2009 (24) 26.10.2009 (46) 26.10.2009, Бюл.№ 20, 2009 р. (72) СЕРЕДА БОРИС ПЕТРОВИЧ, САВЕЛА КАРІНА ВОЛОДИМИРІВНА, КОЖЕМЯКІН ГЕННАДІЙ БОРИСОВИЧ, БЄЛОКОНЬ ЮРІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, РИЖКОВ ВАДИМ ГЕНІЄВИЧ (73) ЗАПОРІЗЬКА ДЕРЖАВНА ІНЖЕНЕРНА АКАДЕМІЯ 3 45154 нікелю, який має гранецентровану кубічну решітку, і твердого розчину на основі Ni2Al3, NiAl3 і СоАl3, подвійних та потрійних алюмінідів міді і марганцю. Фаза NiAl3 характеризується набором циліндричних пор з переважним радіусом 25-50 Å, у фазі Ni2Аl3 пори мають пляшкообразну форму, а максимальний радіус їхньої широкої частини становить 16-25 Å. Введення в суміш більше 10 % кобальту знижує питому поверхню каталізатора, його пористість, величину середнього радіуса і частку перехідних пор, менше 8 % не забезпечує достатню активність каталізатора. Концентрацію нікелю вибирали таким чином, щоб весь нікель входив до складу фази NiAl3, відповідно до реакції Ni+3Аl=NiAl3. Отже мінімальна концентрація нікелю повинна становити 25 % по масі. Збільшення концентрації нікелю більше 30 % приводить до утворення фази Ni2Al3. Фаза Ni2Аl3 має питому активність в 1,8-3,4 рази нижче чим в NiAl3. Низька активність каталізатора з Ni2Al3 обумовлена невисоким ступенем вилуговування зазначеного алюмініду. Введення 1-3 % міді по масі незначно підвищує активність каталізатора. Подальше підвищення концентрації міді знижує активність каталізатора. Це пов'язане з тим, що введення міді більше 3 % зрушує фазову рівновагу в нікелевий кут, внаслідок чого в сплаві з'являється фаза Ni2Al3. Введення 10 % марганцю дозволяє підвищити каталітичну активність внаслідок утворення на ділянках каталізатора, збагачених марганцем, густого шару наноразмірних волосків товщиною 80-90 нм, які є оксидними утвореннями. Збільшення концентрації марганцю вище 12 % не приводить до значного збільшення питомої площі поверхні каталізатора, внаслідок відносно невеликої кількості таких ділянок. Комп’ютерна верстка І.Скворцова 4 Оптимальний состав каталізатора, мас. %: Нікель 30 %; Кобальт 10 %; Марганець 11 %; Мідь 2 %; Алюміній інше. Для одержання порівняльних даних паралельно проводилися випробування відомого составу каталізатора. Оцінювали каталітичну активність і питому поверхню отриманого каталізатора з відомим составом. Отримані каталізатори використалися в процесах знешкодження оксиду вуглецю і вуглеводнів. Каталізатор завантажували в установку з реактором проточного типу. Потім через установку пропускали газ складу: 1,0 % C3H8; 1,5 % CO; 5,8 % О2; 91,7 % N2; з об'ємною швидкістю 120000 ч-1 при температурі від 100 до 400-500°С із інтервалом 50-100°С. При використанні отриманого каталізатора конверсія CO становить 100 %, а конверсія С3Н8 - 95 %. При використанні відомого каталізатора конверсія CO становить 85 %, а конверсія С3H8 - 75 %. Питома поверхня отриманого каталізатора становить 70 м2/г, а для відомого складу - 56 м2/г. Використання пропонованого составу для одержання каталізаторів окислення оксиду вуглецю і вуглеводнів забезпечує в порівнянні з існуючим каталізатором наступні переваги: 1) збільшення каталітичної активності в 1,2-1,3 рази; 2) збільшення питомої поверхні в 1,3 рази; 3) спрощення технології і технологічного устаткування; 4) практично повна безвідходність виробництва. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601