Спосіб регенерації відпрацьованого каталізатора конверсії оксиду вуглецю або синтезу метанолу
Номер патенту: 48681
Опубліковано: 15.04.2005
Автори: Лисиця Анатолій Захарович, Роменский Олександр Володимирович, Кунченко Олексій Петрович, Ляхов Володимир Пилипович, Видиш Тетяна Вячеславівна, Попик Іван Васильович, Волохов Іван Васильович, Павленко Олена Михайлівна, Бобир Людмила Михайлівна
Формула / Реферат
1. Спосіб регенерації відпрацьованого каталізатора конверсії оксиду вуглецю або синтезу метанолу на основі оксидів міді, цинку та промотору - оксиду алюмінію, шляхом обробки відпрацьованого каталізатора азотною кислотою та аміачнокарбонатним розчином при перемішуванні, сушіння, прожарювання та формування готового каталізатора, який відрізняється тим, що одержаний після обробки азотною кислотою азотнокислий розчин відпрацьованого каталізатора спочатку відокремлюють від нерозчинного каталізаторного шламу, а потім змішують з аміачнокарбонатним розчином з додаванням промотору, одержаний осад відокремлюють від розчину і промивають.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що обробку азотною кислотою здійснюють за температури 80-90оС та концентрації азотної кислоти 20-27% мас.
3. Спосіб за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що азотнокислий розчин відпрацьованого каталізатора відокремлюють від нерозчинного каталізаторного шламу шляхом відстоювання, декантації та фільтрації.
4. Спосіб за пп. 1-3, який відрізняється тим, що змішування азотнокислого розчину каталізатора з аміачнокарбонатним розчином здійснюють при рН 7,6-7,9.
5. Спосіб за пп. 1-4, який відрізняється тим, що осад відокремлюють від розчину шляхом відстоювання, декантації та фільтрації.
6. Спосіб за пп. 1-5, який відрізняється тим, що прожарювання здійснюють за температури 240-300°С.
Текст
1 Спосіб регенерації відпрацьованого каталізатора конверсії оксиду вуглецю або синтезу метанолу на основі оксидів МІДІ, цинку та промотора оксиду алюмінію і/або оксиду хрому, або оксиду марганцю, або оксиду магнію шляхом обробки відпрацьованого каталізатора азотною кислотою та аміачнокарбонатним розчином при перемішуванні, сушіння, прожарювання та формування готового каталізатора, який відрізняється тим, що одержаний після обробки азотною кислотою азотнокислий розчин відпрацьованого каталізатора спочатку відокремлюють від нерозчинного каталі заторного шламу, а потім змішують з аміачнокарбонатним розчином з додаванням промотора, одержаний осад відокремлюють від розчину, промивають, сушать, прожарюють та формують готовий каталізатор 2 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що обробку азотною кислотою здійснюють за температури 80-90°С та концентрації азотної кислоти 2027% мас 3 Спосіб за пп 1, 2, який відрізняється тим, що азотнокислий розчин відпрацьованого каталізатора відокремлюють від нерозчинного каталізаторного шламу шляхом відстоювання, декантації та фільтрації 4 Спосіб по пп 1, 2, 3, який відрізняється тим, що змішування азотнокислого розчину каталізатору з аміачнокарбонатним розчином здійснюють при рН 7,6-7,9 5 Спосіб по пп 1, 2, 3, 4, який відрізняється тим, що осад відокремлюють від розчину шляхом відстоювання, декантації та фільтрації 6 Спосіб по пп 1, 2, 3, 4, 5, який відрізняється тим, що прожарювання здійснюють за температури 240-300°С 00 (О 00 Винахід відноситься до області хімії, зокрема до регенерації каталізаторів на основі оксидів МІДІ та цинку з промоторами або баз них, які можуть бути використані в процесах конверсії оксиду вуглецю, синтезу метанолу, пдрірування органічних речовин та інших процесах Відомий спосіб регенерації оксидного каталізатора для конверсії оксиду вуглецю та пдрірування органічних речовин Регенерацію каталізатора здійснюють наступним чином відпрацьований каталізатор обробляють водним розчином азотної кислоти у дві стадії При цьому ВІДХІДНІ гази направляють на першу і другу стадії абсорбції та на останній абсорбентом використовують водну суспензію відпрацьованого каталізатора Одержану суспензію з другої стадії подають на першу Далі суспензію випарюють до дають азотну кислоту, відокремлюють каталізатор ний розчин від каталізаторного шламу, каталізаторний розчин очищують, далі з'єднують з каталізаторним шламом і направляють на плазміну обробку з наступним відділенням каталізатора від ВІДХІДНИХ газів та формування У відомому способі очищення відпрацьованого каталізатора від залишкової сірки здійснюють шляхом плазменої обробки в потоці високоентальпйного газу-носію суміші катал ізаторного шламу з очищеним каталізатор ним розчином (1) Відомий спосіб характеризується низьким вмістом сірки та хлору в готовому каталізаторі, зокрема ВІДПОВІДНО, загальної сірки 0,0005%мас Та хлору 0,0005%мас Але цей спосіб є надто складним, тривалим та високо енергоємнім через проведення випарювання, очищення розчину, з'єд 48681 нання його з каталізаторним шламові та плазменої обробки суміші Крім того, ВІДХІДНІ гази після плазменої обробки мають високий вміст оксидів сірки, 3 до 0,4г/м , і тому, перед їх подаванням на стадію абсорбції, потребують додаткового очищення від оксидів сірки Найбільш близьким за технічною сутністю та досягнутим результатом є спосіб регенерації відпрацьованого каталізатора конверсії оксиду вуглецю або синтезу метанолу на основі оксидів МІДІ, цинку та промотора - оксиду алюмінію і/або оксиду хрому, або оксиду марганцю, або оксиду магнію, шляхом обробки відпрацьованого каталізатора азотною кислотою та аміачнокарбонатним розчином при перемішуванні, сушіння, прожарювання та формування готового каталізатора (2) Відпрацьований каталізатор подрібнюють і завантажують в реактор - змішувач, куди заливають 20%-ну азотну кислоту, перемішують без нагрівання протягом 1 - 4 годин Дал в реактор заливають аміачнокарбонатний розчин і проводять процес розчинення при температурі 50 - 80°С протягом З - 6 годин, а далі при температурі 90 - 120°С пульпу випарюють та пластифікують у змішувачі на протязі 3 - 5 годин Одержану масу сушать, прожарюють за температури 380 - 400°С на протязі 4 - 5 годин і таблетують Очищення від залишкової сірки здійснюють шляхом розчинення та наступного температурного розкладу розчинної та нерозчинної сірки в процесах випарювання, сушіння та прожарювання Недоліком відомого способу є високий вміст залишкової сірки в регенерованому котонізаторі 0,04% мас Це обумовлено тим, що частина сульфатної сірки, в и розчинній та нерозчинній формах, переходить з відпрацьованого в готовий каталізатор Температурні умови процесів випарювання, сушіння та прожарювання є недостатніми для розкладу та відокремлення всієї сульфатної сірки В основу запропонованого винаходу поставлена задача створення способу регенерації відпрацьованого каталізатора конверсії оксиду вуглецю або синтезу метанолу, в якому, шляхом зміни умов процесу, зокрема, введення додаткової операції та введення додаткової речовини забезпечується можливість практично повного запобігання переходу залишкової сірки з відпрацьованого в регенерований каталізатор Ця задача вирішується тим, що у відомому способі регенерації відпрацьованого каталізатора конверсії оксиду вуглецю на основі оксидів МІДІ, цинку та промотору - оксиду алюмінію і/або оксиду хрому, або оксиду марганцю, або оксиду магнію, шляхом обробки відпрацьованого каталізатора азотною кислотою та аміачнокарбонатним розчином при перемішуванні, сушіння, прожарювання та формування готового каталізатора, одержаний після обробки азотною кислотою, азотнокислий розчин відпрацьованого каталізатора спочатку ввідокремлюють від нерозчинного каталізаторного шламу, а потім змішують з аміачнокарбонатним розчином з додаванням промотору, одержаний осад відокремлюють від розчину, промивають, сушать, прожарюють та формують готовий каталізатор Поставлена задача вирішується також тим, що обробку азотною кислотою здійснюють за температури 80 - 90°С та концентрації азотної кислоти 20 - 27% мас Поставлена задача вирішується також тим, що азотнокислий розчин відпрацьованого каталізатора відокремлюють від нерозчинного каталізаторного шламу шляхом відстоювання, декантації та фільтрації Поставлена задача вирішується також тим, що змішування азотнокислого розчину з аміачно карбонатним розчином здійснюють при рН 7,6 - 7,9 Поставлена задача вирішується також тим, що осад відокремлюють від розчину шляхом відстоювання, декантації та фільтрації Поставлена задача вирішується також тим, що прожарювання здійснюють за температури 240 300°С Запропонований спосіб дозволяє одержати готовий регенерований каталізатор практично без сірки Таке якісне очищення від сірки засновано на використанні заявниками шкідливої, в загальному розумінні, властивості сульфатної сірки важко відокремлюватися від твердого осаду Заявниками встановлено, що саме введення додаткової операції відокремлення каталізаторного шламу від азотнокислого каталізаторного розчину спричиняє відокремлення розчинної сульфатної сірки разом з твердим каталізаторним шламом від розчину Наступна операція змішування очищеного від сульфатної сірки азотнокислого розчину з аміачнокарбонатним розчином з додаванням промотору забезпечує одержання каталізатору необхідного складу Запропонований спосіб дозволяє зменшити вміст сірки в готовому каталізаторі до 0,0002%мас та разом з цим зберегти його склад та всі ІНШІ корисні властивості каталізатора Наприклад в регенерованому каталізаторі конверсії оксиду вуглецю СНК-1 вміст сірки зменшується в 650 разів з 0,13% мас до 0,0002 % мас, а в порівнянні з відомим способом (2) - у 200 разів Крім тою, в регенерованому каталізаторі також значно зменшується вміст хлору Наступною перевагою запропонованого способу є скорочення тривалості процесу регенерації, за рахунок зменшення часу розчинення в азотній кислоті, змішування з аміачно карбонатним розчином, та виключення операцій подрібнення, випарювання і пластифікації Наступною перевагою запропонованого способу є зменшення витрат енергії за рахунок виключення енергоємної операції випарювання Ще однією перевагою запропонованого способу є висока степінь розчинення оксидів МІДІ та цинку в азотній кислоті та висока степінь регенерації каталізатора Ще однією перевагою запропонованого способу є висока чистота азотнокислих розчинів МІДІ та цинку, одержаних після відокремлення каталізаторного шламу, які практично не містять сульфатної сірки і таким чином є значно кращими від свіжовиготовлених азотнокислих розчинів оксидів МІДІ та цинку, що дозволяє використовувати ці розчини для виготовлення свіжих каталізаторів на основі оксидів МІДІ та цинку з низьким вмістом сірки 48681 Запропонований спосіб простий в застосуванні, не потребує спеціального обладнання і може бути здійснений на діючих установках виготовлення свіжих каталізаторів Пошук проведений по матеріалах науковотехнічної та патентної інформації показав, що запропонований винахід володіє новизною, тому що заявлена сукупність ознак є новою Запропонований винахід має винахідницький рівень, тому що ВІДМІННІ ознаки у заявленій сукупності ознак з таким результатом, як вони виступають у запропонованому винаході, заявникам не відома ні в аналогах, ні в інших джерелах науково-технічної і патентної інформації Запропонований спосіб регенерації відпрацьованого каталізатора конверсії оксиду вуглецю або синтезу метанолу може бути використаний для регенерації відпрацьованих каталізаторів на основі оксидів МІДІ та цинку типу СНК, СНМ, КСО, НТК інших типів оксидних каталізаторів, та каталізаторів пдрірування органічних речовин Аміачнокарбонатний розчин, який використовують у запропонованому способі являє собою аміакат вугільної кислоти (карбонат амонію), який одержують шляхом розчинення готового карбонату амонію у воді, або шляхом розчинення аміаку та оксиду вуглецю у воді, або використовують аміачно карбонатний розчин виробництва вуглеамонійних солей з вмістом аміаку близько 160г/л і оксиду вуглецю близько 100г/л Запропонований спосіб регенерації включає обробку відпрацьованого каталізатора азотною кислотою з концентрацією 20 - 27%мас при перемішуванні за температури 80 - 90°С, відокремлення одержаного азотнокислого розчину від нерозчинного каталізаторного шламу шляхом відстоювання, декантації та фільтрації, змішування азотнокислого розчину з аміачно карбонатним розчином при рН 7,6 - 7,9 з додаванням промотору, відокремлення одержаного осаду від розчину шляхом відстоювання, декантації та фільтрації, промивку осаду, сушіння, прожарювання за температури 240 - 300°С таблетування Запропонований спосіб пояснюється наступним прикладом Для проведення регенерації заявниками обраний відпрацьований каталізатор СНК-1, що втратив механічну МІЦНІСТЬ та активність в процесі низькотемпературної конверсії оксиду вуглецю і має наступний склад в %мас , СиО 33,0, ZnO 42 0, промотор АІ2ОЗ 13 6, домішки Fe2O3 2 7, сірки в перерахунку на сульфати 0,13, хлору 0,026, решта-8,544 втрати при прожарюванні Приклад В реактор-змішувач завантажують 1000г відпрацьованого каталізатора СНК-1 і заливають 4 літри 25% азотної кислоти Обробку здійснюють за температури 80 - 90°С на протязі 1 - 2 годин Азотнокислий розчин МІДІ та цинку, що утворився, відокремлюють від каталізаторного шламу шляхом відстоювання, декантації та фільтрації Одержаний азотнокислий розчин після відстоювання, декантації та фільтрації зливають в ємність Відокремлений шлам у КІЛЬКОСТІ 264Г відкидають Вміст сірки у шламі складає 0,129% мас в перерахунку на сульфати Для проведення осадження в реакторзмішувач одночасно при перемішуванні завантажують814мл розчину карбонату амонію з концентрацією аміаку - 160г/л та концентрацією СО2 100г/л з температурою 60°С і одержаний розчин азотнокислої МІДІ та цинку - 814мл з температурою 40°С з концентрацією оксиду МІДІ 6,0% мас та оксиду цинку 6,1% мас При цьому підтримують рН = 7,75, вводять твердий гідроксид алюмінію до його концентрації в розчині у КІЛЬКОСТІ 100 -120г/л Одержану суспензію перемішують на протязі ЗО хвилин, далі охолоджують до 40 - 45°С, фільтрують та промивають демшералізованою водою у КІЛЬКОСТІ 1334мл Далі масу сушать за температури 100°С, до постійної маси, прожарюють на протязі чотирьох годин за температури 240 300°С, зволожують до 4 - 6 % демшералізованою водою і таблетують Степінь вилучення оксидів МІДІ та цинку та степінь регенерації МІДІ та цинку ВІДПОВІДНО складає в % мас по МІДІ - 95, а по цинку - 80% Вміст залишкової сірки в регенерованому каталізаторі складає 0 0002% мас, а хлору 0,0009% мас Регенерований каталізатор СНК-1 має наступний склад оксидів, в % мас СиО - 33 7, ZnO 39,7, АІ2ОЗ - 12,0 По складу, МІЦНОСТІ, активності та іншим показникам регенерований каталізатор СНК-1 відповідає СТП 6-133-95 на свіжовиготовлений каталізатор Джерела інформації, прийняті до уваги при експертизі 1 Ас СССР № 1594761, BOIj 23/94, 2 А с СССР № 806106, BOIj 23/94 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod of regeneration of spent catalysts of conversion of carbon or synthesis of methanol
Автори англійськоюLiakhov Volodymyr Pylypovych, Kunchenko Oleksii Petrovych, Volokhov Ivan Vasyliovych, Lysytsia Anatolii Zakharovych, Romenskyi Oleksandr Volodymyrovych, Popyk Ivan Vasyliovych, Pavlenko Olena Mykhailivna
Назва патенту російськоюСпособ регенерации отработанного катализатора конверсии оксида углерода или синтеза метанола
Автори російськоюЛяхов Владимир Филиппович, Кунченко Алексей Петрович, Волохов Иван Васильевич, Лисица Анатолий Захарович, Роменский Александр Владимирович, Попик Иван Васильевич, Павленко Елена Михайловна
МПК / Мітки
МПК: B01J 23/90, B01J 38/00, B01J 23/72, B01J 23/80
Мітки: синтезу, каталізатора, конверсії, відпрацьованого, спосіб, метанолу, оксиду, регенерації, вуглецю
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/3-48681-sposib-regeneraci-vidpracovanogo-katalizatora-konversi-oksidu-vuglecyu-abo-sintezu-metanolu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб регенерації відпрацьованого каталізатора конверсії оксиду вуглецю або синтезу метанолу</a>
Попередній патент: Засіб для лікування мігрені
Наступний патент: Спосіб обробки листя рослин
Випадковий патент: Спосіб нанесення на матеріал зображення фольгою