Сорбент-каталізатор для очищення газу від сірчаних сполук

1. Сорбент-каталізатор для очищення газу від сірчаних сполук, який містить оксиди цинку, міді та молібдену, який відрізняється тим, що він містить згадані інгредієнти в наступному складі, % мас: оксид молібдену 3-7 оксид міді 7-3 оксид цинку решта 2. Сорбент-каталізатор за п.1, який відрізняється тим, що він додатково містить 7-10% мас. оксиду алюмінію. Сорбент-каталізатор на основі оксида цинка та оксида міді містить оксида міді до 10% мас. Цей сорбент-каталізатор є низькотемпературним і використовується в процесі очистки газа при температурі 250-280°С. Відомий сорбент-каталізатор є недостатньо ефективним для очищення газа від тіофена та органічних сульфідів. Тому в процесах очищення газа від сірчаних сполук використовують комбіновані методи очистки. Спочатку здійснюють каталітичне очищення газу основане на каталітичному гідруванні або гідролізі органічних сполук сірки до сірководню або на окисленні до оксиду сірки а потім здійснюють очищення газу на відомому сорбенті-каталізаторі на основі оксиду цинку. Для очистки природного газа перед трубчатою конверсією застосовують, як правило, комбіновану схему очищення Спочатку газ пропускають через поглинач (сорбент-каталізатор) на основі оксида цинка, далі його очищають на каталізаторі і знову пропускають через оксид цинка. Для каталітичного очищення газа застосовують залізохромовий, нікелевий, вольфрамовий, тіомолібдатний, паладійовий, кобальтмолібденовий, нікельмолібденовий та інші каталізатори. [2]. Застосування комбінованих методів очищення обумовлює складність процесу очищення газа та його високу коштовність. Крім того, в процесі каталітичного гідрування утворюється кокс, який поступово закоксовує каталізатор, що приводить до росту перепаду тиску та підвищення небезпеки процесу очищення. 00 О) 6798 Найбільш близьким за технічною сутністю та досягаємим результатом до заявляємо!' корисної моделі є сорбент-каталізатор для очищення газу від сірчаних сполук, який містить оксиди цинку, міді та молібдена. Сорбент-каталізатор містить згадані інгредієнти , в наступному складі, в % мас: оксид молібдену 3,5 оксид міді 1,5 оксид цинка решта Сорбент-каталізатор використовують для очищення природного газа з низьким вмістом загальної сірки. Унікальна властивість цього сорбента-каталізатора заключається в тому, що на ньому одночасно здійснюється гідрування сполук сірки до сірководню і поглинання сірководню. Навіть якщо сорбент-каталізатор насичений сіркою, він повністю зберігає свої властивості до гідрування [3]. Недоліком відомого сорбента-каталізатора є його недостатні сіркоємкість та активність, очевидно обумовлені низькою дисперністю оксида цинка в сорбенті-каталізаторі. Через що цей сорбенткаталізатор, також як і попередній [2], в процесі його застосування для очищення газа потребує двоступеневої системи очищення газа з використанням каталізатора гідрування на першому ступені очищення, що ускладнює процес очищення та збільшує його коштовність. В основу корисної моделі поставлено задачу, удосконалення сорбента-каталізатора на основі оксидів цинку, міді та молібдену, в якому, шляхом зміни кількісного складу відомих інгредієнтів, забезпечується можливість створення сорбентакаталізатора з більш високими сіркоємкістю та активністю, що дозволило б в процесі його застосування для очищення газу виключити першу ступінь каталітичного гідрування газу і зменшити таким чином коштовність процесу очищення. Поставлена задача вирішується тим, що відомий сорбент-каталізатор для очищення газу від сірчаних сполук, який містить оксиди цинку, міді та молібдену, згідно із запропонованою корисною моделлю, містить згадані інгредієнти, в наступному складі, % мас: оксид молібдену 3-7 оксид міді 7-3 оксид цинка решта Поставлена задача вирішується також тим, що сорбент-каталізатор додатково містить 7-10%мас. оксида алюмінію. Присутність оксида алюмінію не є обов'язковою складовою частиною сорбента-каталізатора і його присутність залежить від заданої форми виготовлення готового сорбента-каталізатора: екструдатів або таблеток. В разі його виготовлення у формі екструдатів оксид алюмінію є присутнім в готовому сорбенті-каталізаторі, а в разі виготовлення сорбента-каталізатора у формі таблеток сорбент-каталізатор, як правило, не містить оксида алюмінію. Технічний результат запропонованої корисної моделі заключається в досягненні кращої дисперсності оксиду цинку в сорбенті-каталізаторі, що, з одного боку, забезпечує підвищення сіркоємкості (поглинальноївластивості сорбента-каталізатора до сірководню з утворенням сульфідів цинку, міді та молібдену), а, з другого боку, забезпечує підвищення його активності до каталітичного гідрування органічної сірки, включаючи тіофен, органічні сульфіди та інші сполуки сірки. В порівнянні з прототипом [3] запропонований сорбент-каталізатор має: дисперсність в межах 160-200 проти 400 по прототипу; сіркоємкість при 400°С 29-30%мас. проти 24%мас. по прототипу; активність, визначену через ступінь конверсії діетилсульфіда при його вхідному вмісті 1,5%об., температурі 270°С і об'ємній швидкості газу ЮОООгод.-і на осірченому сорбенті - 0,4 проти 0,26 по прототипу. Застосування запропонованого сорбентакаталізатора для очищення природного газу від органічних та неорганічних сполук сірки, дозволяє виключити стадію гідрування органічних сполук сірки з використанням каталізаторів на основі нікелю або кобальту, або інших каталізаторів, знизити коштовність процесу очищення газу та підвищити його безпеку шляхом зменшення ймовірності зростання перепаду тиску через закоксовування. Запропонований сорбент-каталізатор може бути використаний також для, так названого, „безводневого" запуску агрегатів очищення газа, тобто запуску агрегатів без водню, тому що присутність водню не є обов'язковою для процесу каталітичного гідрування сполук сірки. Запропонований сорбент-каталізатор містить наступні активні інгредієнти, в % мас: оксид міді 7-3 оксид молібдена 3-7 оксид цинка решта або: оксид міді 7-3 оксид молібдена 3-7 оксид алюмінію 7-10 оксид цинка решта Запропонований сорбент-каталізатор виготовляють з активного або неактивного оксида цинка у формі екструдатів або таблеток. У формі екструдатів сорбент каталізатор виготовляють з використанням зв'язуючого - переосадженого гідроксиду алюмінію, який після прожарювання переходить в оксид алюмінію. Процес виготовлення сорбента-каталізатора у формі екструдатів включає наступні стадії: - змішування вихідних інгредієнтів: активного оксида цинка, оксида міді та водного розчину молібдата амонію із зв'язуючим - переосадженим гідроксидом алюмінію (А100Н) та водним розчином полівінілового спирта, - формування отриманої каталізаторної суміші на екструдері в екструдат з додаванням води до отримання пластичної маси, - сушіння та прожарювання екструдата. В разі використання неактивного оксиду цинку спочатку здійснюють його активацію шляхом карбонізації - змішування неактивного оксиду цинку та оксиду міді з вуглеамонійною сіллю з додаванням води, або іншим відомим способом. Отриману масу сушать, прожарюють, далі змішують із сухим молібдатом амонію, переосадженим гідроксидом алюмінію та водним розчином полівінілового спир 6798 6 та, формують екструдером, знову сушать і прожаСорбент-каталізатор має наступні характерисрюють тики: Таблетований сорбент-каталізатор готують із Склад, в % мас : активного оксиду цинка та оксиду міді, які змішуоксид молібдена З ють з водним розчином молібдату амонію, додаоксид МІДІ З оксид алюмінію 10 ють графіт і таблетують на таблетмашинах оксид цинка решта Запропонова корисна модель пояснюється Площа поверхні - 57м2/г; конкретним прикладом виготовлення сорбентаРозмір екструдатів: довжина - 4,5мм; діаметр каталізатора методом екструзії із неактивного ок4-5мм, сида цинка, який активують шляхом карбонізації Об'ємна ЩІЛЬНІСТЬ 1,3кг/л; вуглеамонійною сіллю. Приклад Сіркоємкість при 400°С 29%мас. ваги сорбента-каталізатора; Беруть 300г неактивного оксиду цинку, додаДисперсність оксида цинка 180; ють 12,5г Си2(ОН)гСО3 (3%мас. в перерахунку на Активність - степінь конверсії діетилсульфіда оксид МІДІ), змішують. Далі додають 60г. вуглепри його вхідному ВМІСТІ 1,5%об., температурі амонійної солі (NH4HCO3), ЮОмл води і перемі270°С і об'ємній швидкості газу ЮОООгод -1 на осішують протягом ЗО хвилин, додають ще 60г. вугрченому сорбенті - 0,4. леамонійної солі, продовжують перемішування протягом 4 годин з додаванням ще 220мл води. Готовий сорбент-каталізатор випробовують в Отриману карбонизовану масу сушать при темпепроцесі очищення природного газа при температурі 350-400°С, об'ємній швидкості газа 1300ратурі 90-100°С та прожарюють при температурі 1500ч 1 . Вміст сірчаних сполук мг сірки на нм 3 : на 360-380°С протягом 5 годин вході 8-Ю, на виході після сорбента-каталізатора 22,4г переосадженого гідроксиду алюмінію 0,05 (10%мас, в перерахунку на оксид алюмінію у готовому сорбенті-каталізаторі) змішують з 10,1г Джерела інформації: молібдата амонію (3%мас, в перерахунку на оксид 1. RU, заявка №96111005, B01J20/06, опубл молібдену). В отриману суміш додають 170г кар27.09.1998р. бонизованої маси, водний розчин ПОЛІВІНІЛОВОГО 2. Справочник азотчика, под общей редакцией спирту (2г. ПВС розчиненого при нагріванні у Е.Я.Мельникова, М., Химия, 1967г., т.1, с.294-296. ЮОмл води). Перемішують протягом 3 годин і фо3. Рекламный проспект «Катализаторы для аммиака, метанола, водорода, оксида углерода, рмують в екструдері. Отримані екструдати сушать газа-восстановителя», п.2, с.11, катализатор G-1. при температурі 90-100°С та прожарюють при температурі 360-380°С протягом 5 годин. Комп'ютерна верстка Н Лисенко 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 - 4 2 , 01601