Спосіб здійснення газофазних хімічних процесів аерозольним нанокаталізом

1. Спосіб здійснення газофазних хімічних процесів аерозольним нанокаталізом у присутності гетерогенного каталізатора і інертного матеріалу у реакторі, що містить інертний матеріал у вигляді 3 67504 4 Поставлена задача вирішується тим, що в безперервно виводиться з циклона і фільтра і надспособі здійснення газофазних хімічних процесів у ходить в активатор. присутності гетерогенного каталізатора і інертного Доказом здійснення запропонованого способу матеріалу в реакторі з псевдозрідженим шаром являються наступні приклади. інертного матеріалу, в який безперервно вводять Приклади 1, 7 (порівняльні) знизу та виводять зверху каталізатор з Природний газ окислюють киснем повітря в еквівалентним діаметром часток не більше 10мкм, реакторі проточного типу з внутрішнім діаметром згідно з винаходом, суміш свіжого та циркулюючо0,05м і висотою 1,2м, початковий розігрів якого го каталізатору безпосередньо перед надходжензабезпечується електрообігрівачем. Повітря, яке ням до реактора підлягає попередній являється псевдозрідженим агентом твердого механохімактивації в активаторі не менше ніж інертного матеріалу, подають в нижню зону реак2сек. При цьому каталізатор в активаторі тора. Об'єм псевдозрідженого інертного матеріалу, підігрівають до температури реакції. Каталізатор в якості якого використовують скляні кульки вводять в реактор по мірі необхідності в кількості, діаметром 0,7-1,0мм складає 1000см3. Природний яка компенсує втрату. Крім того, каталізатор ввогаз подають в нижню зону реактора. Проточним дять в активатор та виводять з реактора в компонентом являється каталізатор глибокого кількості, яка забезпечує підтримання необхідної окислення, в якості якого використовують метали швидкості та селективності процесу. перехідної групи їх оксиди та сполучення. Відмінною особливістю запропонованого споКаталізатор дозатором подають в нижню частину собу являється те, що каталізатор свіжий або цирреактора, а виводять з верхньої і періодично покулюючий, на відміну від прототипу, спочатку надвертають в процес. Окислення ведуть при ходить в активатор, де на протязі не менше 2сек. температурі 600°С. Концентрацію каталізатора в підлягає механохімобробці і в активному вигляді зоні реакції визначають по запиленню відхідних надходить до реактора з потоком сировини або газів безпосередньо після реактора. механічно. Крім того каталізатор в активаторі Приклад 7 проводять в умовах прототипу, але підігрівають і в реакторі не втрачається час на в якості окислювальної речовини беруть оцтову підігрів та активацію, що збільшує ефективність кислоту. Результати дослідження наведені в реакції. Дослідження показали, що втрата таблиці. каталізатора складає до 2%, тому її компенсують Приклади 2-6. подачею каталізатора з активатора в кількості: Окислення природного газу проводять киснем рециркулюючий каталізатор та свіжий каталізатор, повітря в реакторі проточного типу діаметром компенсуючий втрату. Кількістю каталізатора ре55мм, висотою 1,2м з вмонтованими в нього гулюють підтримання необхідної швидкості реакції розподільником входу сировини та патрубком вита селективності процесу. Кількість каталізатору в ходу продуктів реакції. В реактор вміщують скляні активаторі рекомендується підтримувати у кульки об'ємом 1л. В якості каталізатора окисленкількості в декілька разів більше втрат і ня використовують частки оксиду заліза (III) рециркуляції. розміром 400-2000нм. Каталізатор завантажують в Запропонований спосіб здійснюють наступним активатор разом з твердим інертним матеріалом, чином. В реактор проточного типу з вмонтованими скляними кульками діаметром 1-1,3мм, нагрівають в нього розподільником входу сировини та патрубдо температури 600°С і витримують на протязі не ками виходу продуктів реакції вміщують інертний менше 2сек. Після цього активований каталізатор матеріал - скляні кульки, підігрівають до темпераподають в реактор невеликим потоком повітря. тури приблизно 300°С і подають інертний газ або Про ефективність хімічного перетворення судять один із реагентів, підігрівають до температури по вміщенню у вихідних газах ді і моно оксидів приблизно на 100°С нижче робочої температури і вуглецю. Склад їх визначають на сенсорному подають каталізатор. Перед подаванням в реактор аналізаторі безперервного контролю MSI-150 Baкаталізатор проходить механохімобробку в sic. Результати досліджень наведені в таблиці. активаторі на протязі не менше 2сек. Активатор Приклади 8, 9 являє собою ємність заповнену інертними кулькаОкислення оцтової кислоти проводять киснем ми, з діаметром рівним або меншим ніж в основповітря як у прикладах 2-6. Результати досліджень ному реакторі, які безперервно рухаються. Джеренаведені в таблиці. лом руху може бути газовий потік, механічний, Наведені приклади підтверджують, що електромагнітний або другий привід. Температуру здійснення процесу запропонованим способом в реакторі доводять до робочої і вводять інші реадозволяє збільшити активність каталізатору на генти, установлюють необхідні витрати. Продукти 30% про що, говорить зріст продуктивності. реакції проходять циклон, фільтр і після утилізації На підставі вищесказаного можна сказати, тепла ідуть на виділення цільових продуктів. що запропоноване технічне рішення являється Каталізатор осідає в циклоні і фільтрі та новим, має технічний рівень і являється промисперіодично вивантажується і використовується в лово придатним. подальшому. В промислових умовах каталізатор 5 67504 6 Таблиця Витрати Продуктивність реакційного Час Ступінь Повітря об'єму (м3/год) № Окислюв актиРечо- Повіт- Витра- Концент- актива- перетвопо при- вальна реПримітка ції рення ва-тор вини ря ти рація окислювальній клада човина речовині г/год г/год г/год г/нм3р.сум. сек % кг/гкат. % г/год 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Природний 53 3884 3,1 1,0 99,99 26,5 100 прототип газ 2 69,0 3884 3,1 1,0 0,5 84,63 29,2 110 0,05 3 69,0 3884 3,1 1,0 1,5 96,42 33,3 125 0,05 4 69,0 3884 3,1 1,0 2,5 98,20 33,8 128 0,05 5 69,0 3884 3,1 1,0 3,5 99,99 34,5 130 0,05 6 58,3 3884 3.1 1,0 4,5 99,99 29,2 110 0,05 7 Оцтова 0,41 4078 52 16,5 99,99 0,21 100 прототип кислота 8 0,53 4078 52 16,5 1,5 99,99 0,26 124 0,05 9 0,57 4078 52 16,5 2,5 95,74 0,27 128 0,05 10 0,57 4078 52 16,5 4,5 99,99 0,28 133 0,05 Комп’ютерна верстка Л. Купенко Каталізатор Підписне Тираж 26 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