Спосіб одержання каталізатора середньотемпературної конверсії карбон (іі) оксиду водяною парою

Спосіб одержання каталізатора середньотемпературної конверсії карбон (II) оксиду водяною парою, який включає відновлення його основних 3 62472 зниження його активності в процесі експлуатації. Так як реакційна газова суміш містить карбон (II) оксид, то в процесі відновлення теж починає протікати його конверсія водяною парою, в результаті чого виділяється додаткове тепло, за рахунок того, що конверсія 1 % CO викликає підвищення температури приблизно на 8-10 град. Ще одним недоліком є велика тривалість процесу відновлення, яка складає 180-210 хв. В основу корисної моделі поставлено задачу розробки способу одержання каталізатора середньо температурної конверсії карбон (II) оксиду водяною парою, а саме його відновлення, який би не мав вищевказаних недоліків, пов'язаних з обов'язковим підтриманням необхідної об'ємної швидкості реакційної газової суміші, з поступовим підвищенням температури та тиску та з суворим дотриманням співвідношення «пара : CO»1, а також зниження енерговитрат та спрощення технології. 4 Технічний результат забезпечується тим, що в запропонованому способі одержання каталізатора середньотемпературної конверсії карбон (II) оксиду водяною парою, а саме його відновлення, процес включає такі технологічні операції: 1) приготування водного розчину уротропіну з  (C6H12N4) = 35 %; 2) просочення гранул каталізатора даним розчином з урахуванням того, щоб співвідношення (Fе2О3 + CuO) / C6H12N4 складало 30/1; 3) сушіння гранул каталізатора за температури 333±5 К терміном 60 ± 5 хв; 4) відновлення за температури 543±5 К терміном 30±5 хв під пониженим тиском 0,02-0,04 МПа зі швидкістю підйому температури >50 град/год; Конкретні приклади здійснення запропонованого способу одержання каталізатора середньотемпературної конверсії карбон (II) оксиду водяною парою, а саме його відновлення, наведено в таблиці 1. Таблиця 1 Спосіб відновлення каталізатора середньо температурної конверсії карбон (II) оксиду водяною парою № 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Параметри Найменування показників Поза межею 3 2 Приготування водного розчину уротропіну з Так (C6H12N4) = 35% Просочення гранул каталізатора розчином, виготовТак леним за п. 1 Сушіння температура, К 333 ±5 термін, хв 60 ±5 Подача реакційної газової суміші зі швидкістю 200Ні -1 250 год Відновлення уротропіном Так Температура відновлення, 543±5 К Швидкість підйому темпе>50 ратури, град/год Тиск процесу відновлення, 0,02-0,04 МПа Тривалість відновлення, 10 хв Пірофорність відновленоНі го каталізатора Активність за константою швидкості реакції конвер1,27 3 сії, см /(гс) за Т = 623 К 6 Поза межею 7 Найближчий аналог 8 Так Так Так Ні Так Так Так Так Ні 333 ±5 60 ±5 333 ±5 60 ±5 333 ±5 60 ±5 333 ±5 60 ±5 Ні Ні Ні Ні Ні Так Так Так Так Так Ні 43±5 543±5 543±5 543±5 593 >50 >50 >50 >50 40-50 0,02-0,04 0,02-0,04 0,02-0,04 0,02-0,04 0,15-1,0 20 25 30 35 180-210 Ні Ні Ны Ні Так 1,97 2,08 2,15 2,10 1,88 1 2 3 4 5 Так Згідно з даними таблиці найбільш оптимальними показниками характеризується приклад № 3. Приклад № 3. Готували водний розчин уротропіну з (C6H12N4) - 35 %, яким просочували гранули каталізатора з урахуванням того, щоб співвідношення (Fe2O3 + CuO)/C6H12N4 складало 30/1, та піддавали сушінню за температури 333±5 К терміном 60±5 хв. Процес відновлення вказаних гранул ка талізатора проводили за температури 543 ± 5 К протягом 30 ± 5 хв за умови пониженого тиску 0,02-0,04 МПа та швидкості підйому температури >50 град/год. Активність такого каталізатора за константою швидкості реакції середньотемпературної конверсії карбон (II) оксиду водяною парою у виробничих умовах З AT «Сєвєродонецьке об'єднання АЗОТ» за Т = 623 К дорівнювала 2,15см/(г·c) проти 1,88см/(г-с) в прототипі. 5 Принципова відмінність запропонованого способу одержання каталізатора середньотемпературної конверсії карбон (II) оксиду водяною парою, а саме його відновлення, від прототипу полягає в тому, що: відновлення оксидів Fe2O3 та CuO відповідно до Fe3O4 та Си проводять за допомогою уротропіну, а не при використанні реакційної газової суміші. Це дає змогу, по-перше, створити більше число активних центрів, що сприяє підвищенню активності каталізатора; по-друге, виключити можливість перевідновлення основного компоненту каталізатора, а саме Fe2O3 до Fe; по-третє, уникнути небажаної реакції навуглецювання, або як її називають -реакції Будуара; по-четверте, уникнути протікання при відновленні самого процесу конверсії CO водяною парою; по-п'яте, не проводити відновлення компонентів каталізатора за умови підвищеного тиску з суворим додержанням швидкості нагріву 40-50 град/год. Запропонований спосіб одержання каталізатора середньо температурної конверсії карбон (II) оксидуводяною парою, а саме його відновлення, невідомий з джерел вітчизняної та іноземної інформації, встановлено авторами вперше, що свідчить про відповідність заявленого рішення критеріям новизни. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 62472 6 В порівнянні з відомими аналогічними рішеннями запропонована корисна модель має наступні переваги, які дозволяють: - спростити процес відновлення каталізатора, так як виключається необхідність чіткого дотримання надлишкового тиску та швидкості нагріву; - виключити небажані в процесі відновлення реакції навуглецювання та перевідновлення каталізатора, а також самої конверсії СО водяною парою; - зменшити тривалість відновлення; ~ знизити капiтало - та енерговитрати; - отримати відновлений каталізатор, який не виявляє пiрофорних властивостей. - забезпечити більш високу активність каталізатора. Джерела інформації: 1. Справочное руководство по катализаторам для производства аммиака и водорода: Пер. с англ. / Ред. В. П. Семенова. - Л.: Химия, 1973. 248 с. 2. Технологія зв'язаного азоту: Підручник / Товажнянський Л. Л., Лобойко О. Я., Слабун І. О. та ін.; Ред. О. Я. Лобойко. - X.: НТУ «ХПІ», 2007.536с. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601