Комбінований матеріал, що містить сполуки свинцю перед шаром мідевмісного каталізатора, та спосіб проведення каталітичної реакціїї з використанням каталізатора
Формула / Реферат
1. Комбінований матеріал, що містить шар порошкоподібного мідевмісного каталізатора і перед шаром каталізатора захисний шар порошкоподібної композиції, що містить абсорбент хлориду і його носій, який відрізняється тим, що абсорбент хлориду містить принаймні одну сполуку свинцю, відмінну від оксиду свинцю, яка взаємодіє з хлористим воднем.
2. Комбінований матеріал за п. 1, який відрізняється тим, що сполука свинцю являє собою сполуку, яка не зазнає значного розкладання при нагріванні протягом 2 годин при 300°С або відновлення до елементарного свинцю при обробці сумішшю водень/оксид вуглецю при 225°С.
3. Комбінований матеріал за п. 2, який відрізняється тим, що сполука свинцю являє собою нітрат свинцю.
4. Комбінований матеріал за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що мідевмісний каталізатор являє собою каталізатор мідь/оксид цинку/оксид алюмінію або мідь/оксид цинку/оксид хрому.
5. Комбінований матеріал за п. 4, який відрізняється тим, що каталізатор також містить оксид магнію і/або оксид рідкісноземельних металів.
6. Комбінований матеріал за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що частки захисного шару мають максимальний і мінімальний розмір в інтервалі 1,5-20 мм.
7. Комбінований матеріал за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що носій вибирають з оксиду алюмінію, оксиду хрому, діоксиду цирконію і діоксиду титану.
8. Комбінований матеріал за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що частки захисного шару містять принаймні 2% мас. свинцю.
9. Комбінований матеріал за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що частки захисного шару одержані просоченням заздалегідь отриманих формованих часток носія розчином відповідної солі свинцю з подальшим нагріванням для видалення води.
10. Комбінований матеріал за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що частки захисного шару одержані осадженням сполуки свинцю в присутності часток носія або спільним осадженням сполук свинцю і носія або попередника носія, з подальшим нагріванням, як це необхідно, і формуванням з осаджених сполук формованих часток перед або після такої стадії нагрівання.
11. Спосіб проведення каталітичної реакції з використанням шару мідевмісного каталізатора, що включає проходження технологічного газу через захисний шар порошкоподібної композиції, що містить абсорбент хлориду і його носій, до проходження вказаного технологічного газу через шар мідевмісного каталізатора, який відрізняється тим, що абсорбент хлориду містить принаймні одну сполуку свинцю, відмінну від оксиду свинцю, яка взаємодіє з хлористим воднем.
12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що технологічний газ містить оксид вуглецю і пару, і необов'язково водень, діоксид вуглецю, метан і/або азот.
13. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що технологічний газ проходить через мідевмісний шар при температурі на вході в інтервалі 150-250°С.
14. Спосіб за п. 12 або п. 13, який відрізняється тим, що технологічний газ містить 1-4% об'ємн. оксиду вуглецю і принаймні один моль пари на моль оксиду вуглецю.
Текст
Даний винахід відноситься до каталізаторів і, зокрема, до мідних каталізаторів. Мідні каталізатори часто використовуються для реакцій, що включають водень, наприклад, для реакції простого гідрування і для синтезу метанолу (де оксиди вуглецю взаємодіють з воднем), для розкладання метанолу (де метанол, часто в суміші з парою, розкладається з утворенням водню і оксидів вуглецю) і для реакції конверсії (де оксид вуглецю взаємодіє з парою з отриманням водню і діоксиду вуглецю) і реакції зворотної конверсії. Часто з метою отримання оптимальної активності і стабільності каталізатора каталізатор одержують з міддю у високодисперсній формі, наприклад, осадженням сполуки міді в присутності, або разом з, одного або більше матеріалів носія, особливо сполук цинку, магнію, хрому і/або алюмінію. Після подібного осадження композицію нагрівають для перетворення сполук міді і, якщо необхідно, також матеріалів носія, у відповідні оксиди. Перед використанням в необхідній реакції, оксид міді відновлюють до металевої міді. Особливо відповідними каталізаторами для вищенаведених реакцій є композиції мідь/оксид цинку/оксиду алюмінію і мідь/оксид цинку/оксиду хрому. У деяких випадках частина цинку може бути замінена магнієм і/або частина оксиду алюмінію або оксиду хрому може бути замінена на оксид церію або рідкоземельного металу, такий як оксид лантану. Мідні каталізатори легко дезактивуються сполуками хлору, такими як хлористий водень, присутніми в технологічному газі, що бере участь в реакції. Слідові кількості таких сполук хлору можуть з'являтися із забруднюючих речовин, що знаходяться в матеріалах, наприклад, у вуглеводневій початковій сировині, парі, повітрі, що використовується для одержання технологічного газу. Подібні сполуки хлору взаємодіють з активною міддю, утворюючи хлорид міді. Оскільки хлорид міді є відносно низькоплавким, при температурах, при яких звичайно використовуються каталізатори, наприклад, при 150-300°С, мідь мобілізується з утворенням агрегатів, що приводить до втрати дисперсності міді і до подальшої втрати активності каталізатора. Також, коли компонентами каталізатора є оксид цинку і/або магнію, подібним же образом можуть бути утворені відповідні хлориди, і вони аналогічно підлягають мобілізації, що приводить до втрати стабілізуючого ефекту оксидів цинку або магнію, що знову приводить до подальшої втрати дисперсності і активності міді. Для подолання цієї проблеми в GB 1357335 пропонується забезпечити захисний шар перед мідним каталізатором конверсії, причому цей захисний шар містить тверді частки матеріалу або містить матеріал, що є більш основним, ніж оксид цинку. Прикладами захисних шарів, що пропонуються є оксиди лужних металів, лужноземельних металів, марганцю, ітрію або лантану, нанесені на частки оксиду алюмінію. Також відоме застосування частини мідьвмісного каталізатора як захисного шару, який приносять у жертву. Однак коли технологічний газ містить пару, як у разі вищеназваних реакцій конверсії і розкладання метанолу, існує ризик, що при певних умовах, наприклад, при порушенні технологічного процесу, вода буде конденсуватися на захисному шарі і/або каталізаторі. У таких обставинах хлориди, утворені при взаємодії основної речовини в захисному шарі з хлорними забруднювачами з технологічного газу, можуть вимиватися із захисного шару в каталізатор, знову приводячи до втрати дисперсності і активності каталізатора. Був виявлений альтернативний матеріал для захисного шару, який знижує подібний ризик дезактивації каталізатора. Відповідно, пропонується комбінований матеріал, що містить шар порошкоподібного мідьвмісного каталізатора і, перед каталітичним шаром, захисний шар порошкоподібної композиції, що містить а) принаймні, одну сполуку свинцю, відмінну від оксиду свинцю, яка взаємодіє з хлористим воднем, і b) її носій. Винахід також пропонує спосіб, в якому технологічний газ зазнає каталітичної реакції з використанням шару мідьвмісного каталізатора, що включає проходження технологічного газу через захисний шар, як сказано вище, до проходження через шар мідьвмісного каталізатора. У даному винаході, в захисному шарі використовується сполука свинцю, відмінна від оксиду свинцю, яка взаємодіє з хлористим воднем. Переважно використати сполуку свинцю, яка зазнає розкладання до оксиду свинцю, або відновлення потоками воденьвміеного газу до елементарного свинцю, тільки повільно при температурах нижче за 300°С, особливо нижче за 350°С і найбільш переважно нижче за 400°С. Переважні сполуки свинцю включають нітрат свинцю, карбонат свинцю, основний карбонат свинцю і "алюмінат" свинцю. Так, було виявлено, що носій, просочений нітратом свинцю, висушений і прожарений при 300°С протягом 2 годин, дає більш високу продуктивність, ніж подібний матеріал, отриманий з використанням ацетату свинцю. Вважають, що отримання поліпшених результатів пов'язане з тим, що нітрат свинцю не зазнає істотного розкладання при нагріванні при 300°С протягом 2 годин, і нагрітий матеріал не зазнає істотного відновлення, коли обробляється сумішшю водень/оксид вуглецю при приблизно 225°С. У протилежність цьому, подібний матеріал, одержаний з використанням ацетату свинцю замість нітрату свинцю і нагрітий протягом 2 годин при 300°С, показує очевидну присутність металевого свинцю після обробки сумішшю газів водень/оксид вуглецю при 225°С. Відповідно, переважно, щоб сполука свинцю була такою, яка не зазнає значного розкладання при нагріванні протягом 2 годин при 300°С або відновлення до елементарного свинцю при обробці сумішшю водень/оксид вуглецю при 255°С. Також особливо ефективним є продукт, отриманий спільним осадженням сполук свинцю і алюмінію з водного розчину розчинних солей свинцю і алюмінію. Аналіз дифракції рентгенівських променів такого продукту виявив, що, принаймні, деяка кількість свинцю може бути присутньою у вигляді "алюмінату" свинцю, що має структуру, аналогічну алюмінату магнію Mg4Al2 (ОН)14·3Н2О і у вигляді оксиду/гідроксиду свинцю 3РPb·2Рb(ОН)2. Носій може являти собою частки інертного матеріалу, такого як оксид алюмінію, оксид хрому, діоксид цирконію, діоксид титана або, менш переважне, діоксид кремнію. Носій переважно має відносно високу площу поверхні, наприклад, приблизно 50м2/г. З метою забезпечення адекватного захисного ефекту без необхідності надмірного об'єму часток захисного шару, частки захисного шару переважно мають зміст свинцю принаймні 2% мас., більш переважно принаймні 5% мас., особливо принаймні 10% мас., найбільш переважно принаймні 15% мас. Частки захисного шару можуть бути одержані просоченням заздалегідь одержаних формованих часток, наприклад, сфер або циліндрів, носія розчином відповідної солі свинцю, з подальшим нагріванням для видалення води і/або обробкою відповідним реагентом, включаючи нагрівання, як необхідно, для перетворення солі свинцю в необхідну сполуку свинцю. Приклади відповідних реагентів включають сечовину, і амоній або лужні метали, особливо натрій, карбонати. Альтернативно, частки захисного шару можуть бути одержані осадженням сполуки свинцю в присутності часток носія або спільним осадженням свинцю і сполук носія, або попередника носія, з подальшим нагріванням, як необхідно, і формуванням осаджених сполук в формовані частки перед або після подібної стадії нагрівання. Переважний матеріал для захисного шару являє собою порошкоподібну композицію, що містить нітрат свинцю і його носія, особливо оксидний носій, такий як оксид алюмінію. Частки захисного шару переважно мають максимальний і мінімальний розмір в інтервалі від 1,5 до 20мм, особливо 3-6мм. Захисний шар і каталітичний шар використовуються у вигляді нерухомих шарів і можуть знаходитися в одній і тій же судині або в різних судинах, причому захисний шар розташовується перед каталітичним шаром. Переважно, технологічний газ тече вниз через каталітичний шар: таким чином, коли захисний і каталітичні шари знаходяться в одній і тій же судині, захисний шар буде представляти шар часток захисного шару наверху часток каталітичного шару. При бажанні, між захисним шаром і каталітичним шаром може розташовуватися шар інертного матеріалу для полегшення поповнення захисного шару без руйнування каталітичного шару. Винахід знаходить конкретне застосування відносно реакцій конверсії, У цьому процесі потік технологічного газу, утримуючий оксид вуглецю і пар, і часто інші компоненти, такі як водень, діоксид вуглецю, метан і/або азот, пропускають через шар мідьвмісного каталізатора, особливо каталізатора мідь/оксид цинку/оксиду алюмінію або мідь/оксид цинку/оксиду хрому, в яких деяка кількість оксиду цинку може бути замінена на оксид магнію, і/або деяка кількість оксиду алюмінію і/або оксиду хрому може бути замінена оксидами рідкоземельних металів при температурі в інтервалі від 150 до 300°С, особливо при температурі на вході в інтервалі від 150 до 250°С. Технологічний газ переважно містить 1-4% об. оксиду, вуглецю, і принаймні один моль пари на моль оксиду вуглецю. Переважно, технологічний газ містить 20-50% об. пари. Звичайно процес проводиться при об'ємній швидкості вологого газу в інтервалі від 2000 до 5000 година-1 і при тиску в інтервалі від 10 до 50 абс. бар. (1000-5000кПа). Буде зрозуміло, що крім абсорбції хлориду сполуки свинцю будуть також абсорбувати сполуки сірки, і, отже, шар також буде діяти як сірка-захисний шар. Винахід ілюструється наступними прикладами, в яких тестуються різні захисні шари, шляхом завантаження 0,393 мл (0,50г) часток попередника стандартного низькотемпературного каталізатора конверсії у вигляді оксиду міді/оксиду цинку/оксиду алюмінію, що містить приблизно 50% мас., оксиду міді і що має розмір часток в інтервалі 0,6-1,0мм, в мікрореактор, з шаром часток плавленого оксиду алюмінію (0,25г) з розміром часток 0,6-1,0мм над попередником каталізатора конверсії і 0,197мл часток захисного матеріал) з розміром часток 0,6-1,0мм над частками плавленого оксиду алюмінію, що дає повний шар каталізатора об'ємом 0,70мл. Оксид міді в попередникові каталізатора відновлюється до металевої міді шляхом пропускання потоку азоту, що містить 2% об. водню, вниз через мікрореактор при тиску приблизно 28абс. бар. (28000кПа) з швидкістю потоку 15 літрів/година (при нормальних умовах) в той час, як мікрореактор загрівають від температури навколишнього середовища до 220°С і підтримують при цій температурі протягом 95 хвилин, отримуючи загальний час відновлення 3,5 години. Активність каталізатора для водно-газової реакції конверсії визначають шляхом пропускання 50літрів/годину (при нормальних умовах) газової суміші, що містить 1 частину по об'єму пари на 2 частині по об'єму газу композиції Н2 55%, СО2 15%, CO 5% і N2 25%, через мікрореактор при температурі 220°С і тиску приблизно 28абс. бар. (28000кПа). Для моделювання забруднення хлором після того, як газову суміш пропускають через шар каталізатора протягом приблизно о годин, до газової суміші додають НСl отримуючи концентрацію НСl у вологому газі 5,2ч.н.м. (ррт) по об'єму (тестовий спосіб 1) і 1ч.н.м. (ррm) по об'єму (тестовий спосіб 2). При таких фіксованих тестових умовах, різні варіації конверсії CO згодом вимірюють, використовуючи вбудований інфрачервоний детектор. Зменшення перетворення CO згодом показово для втрати активності каталізатора: Приклад 1 30г часток гамма-оксиду алюмінію розміром 0,6-1,0мм і які мають БЕТ площу поверхні 350м2/г занурюють в 200 мл водного розчину нітрату свинцю (ІІ) при 60-70°С і приблизній концентрації 6,8г нітрату свинцю (II) на 100мл розчину, Матеріал видаляють з розчину через 20 хвилин, дають стекти (дренують) і сушать при 110°С протягом двох годин і потім прожарюють в печі при 300°С протягом двох годин. Аналіз отриманого внаслідок матеріалу (зразок А) показує вміст свинцю 6,4% мас. Приклад 2 Повторюють приклад 1, але використовують водний розчин, що містить 20,3г Рb(NO3)г на 100мл розчину. Хімічний аналіз отриманого внаслідок продукту (зразок В) показує вміст свинцю 10,7% мас. Приклад 3 Повторюють приклад 1 але використовують водний розчин з приблизною концентрацією 37г Pb(NO3)2 на 100мл розчину. Після прожарювання матеріалу при 300°С зразок повторно занурюють, використовуючи другий водний розчин, що містить приблизно 37г Pb(NO3)2 на 100мл розчину, і потім дренують, сушать при 110°С протягом двох годин і потім прожарюють в печі при 300°С протягом двох годин. Хімічний аналіз цього матеріалу (зразок С) дає вміст свинцю 19,9% мас., і інфрачервоний аналіз показує, що невелика кількість нітрату свинцю розкладається до оксиду свинцю. Частину зразка С нагрівають Ш повітрі до 900°С протягом 2 годин, для упевненості в повному розкладанні сполук свинцю до оксиду свинцю. Вміст свинцю після нагрівання до 900° становить 23,7% навазі. Приклад 4 1,5Μ розчин Na2CO3 і 5 літрів розчину, що містить 1843г Аl(NO3)3·9Н2О і 15,05г Рb(NO3)2, нагрівають до 80°С і додають до 1 літра демінералізованої води при температурі 70°С і з швидкістю., достатньою для підтримки рН приблизно 6,8. Отриману суспензію піддають старінню при 70°С протягом 30 хвилин, промивають і фільтрують і потім сушать при 110°С протягом 16 годин. Висушені зразки потім прожарюють в печі при 300°С протягом 6 годин, додають 2% мас., графіту, і з отриманого внаслідок продукту формують гранули розміром 0,6-1,0мм. Вміст свинцю в продукті становить 3,5% мас. Незважаючи на стадію промивки, вміст залишкового натрію в продукті (зразок D) становить приблизно 1,1% та-вазі. Аналіз дифракції рентгенівських променів показує, що частина свинцю мала фазову структуру, подібну Mg4Al2(ОH)14·3Н2О, і, отже, приблизно є "алюмінатом" свинцю. Також присутня фазова структура 3РbО·2Рb(ОН)2. Зразки матеріалів захисного шару тестують, як описано вище. З метою першого порівняння (порівняльний зразок X), захисний шар являє собою 0.197мл необроблених часток гамма-оксиду алюмінію, який використовувався для отримання захисних матеріалів в прикладах 1-3, і як другий порівняльний зразок (порівняльний зразок Υ) захисний шар являє собою 0,197мл часток каталізатора. Для тестового способу 1% конверсії СО визначали за період 5 днів, причому вимірювання проводили з інтервалами приблизно 2-3 годин (приблизно 6-7 годин для матеріалу захисного шару зразка D). Для тестового способу 2, вимірювання проводили приблизно кожні 6 годин протягом 11 днів. Для полегшення порівняння, рівень виміряної конверсії СО наносили на графік проти часу і через точки будували плавну криву для кожного зразка. (Окремі точки показують невеликі відхилення від плавної кривої). По цих графіках визначали конверсію з регулярними інтервалами (кожні 6 годин для тестового способу 1) і кожні 24 години для тестового способу 2), що представлено в наступних таблицях 1 і 2, де числа, що визначають процент конверсії СО округлені до найближчого цілого числа. Таблиця 1 Тестовий спосіб 1-5,2ч.н.м. (ppm) HCl Конверсія СО (%) Час (год.) Зразок Зразок Зразок Зразок Порівн. Порівн. А В С D X Υ 6 92 92 92 92 92 95 12 90 91 91 90 92 94 18 90 90 90 89 90 92 24 89 90 89 89 85 90 30 84 88 88 88 76 87 36 78 85 87 88 66 83 42 70 80 86 87 50 78 48 61 72 86 85 27 70 54 47 62 85 81 4 57 60 29 47 84 76 1 40 З таблиці 1 видно, що матеріали захисного шару за винаходом володіють подібною ефективністю протягом приблизно 30 годин, причому захисний шар зразка А іноді нижче, можливо, в результаті відносно низького вмісту свинцю. З цим відношенням підраховано, що кількість хлористого водню, поданого на захисний шар за 30 годин, склала приблизно кількість, необхідну для конверсії всього свинцю в захисному шарі зразка В в хлорид свинцю (II). Зразок D ефективніше за зразок В, незважаючи на те, що він має набагато більш низький вміст свинцю. Захисний шар з оксиду алюмінію, порівняльний зразок X, спочатку так само ефективний, як захисні шари по винаходу, можливо, внаслідок взаємодії хлористого водню з поверхневими гідроксильними групами. Однак його продуктивність швидко гіршає, показуючи, що він має тільки обмежену місткість по хлориду. Використання шару каталізатора, який приносять в жертву, як захисного шару, тобто як в порівняльному зразку Y, спочатку дає більш високу Продуктивність в порівнянні із захисними шарами по винаходу, як результат наявності додаткового каталізатора, доступної для каталізу реакції конверсії (який тут діє з такою високою об'ємною швидкістю, що реакція є більш активною, ніж обмежує рівновагу - при робочих умовах, конверсія оксиду вуглецю, необхідна, для досягнення рівноваги, була б більше за 99%). Однак порівняльний зразок Υ показує, що продуктивність каталізатора швидко падає, хоч не так швидко, як при використанні необробленого оксиду алюмінію, як захисного шару. Таблиця 2 Тестовий спосіб 2-1ч.н.м. (ppm) HCl Час (год.) 24 48 72 96 120 144 168 192 Конверсія СО (%) Зразок В Зразок С Порівн. X Порівн. Υ 87 87 85 91 85 85 78 86 83 83 62 77 82 82 26 55 75 80 3 17 60 79 0 0 29 78 0 0 4 76 0 0 216 240 0 0 75 72 0 0 0 0 Розрахунки показують, що для зразка В і зразка С в тестовому способі 2 значна дезактивація починається, коли загальна кількість поданого НСl еквівалентна конверсії приблизно 75% і 95% відповідно свинцю в хлорид свинцю. Знову свинецьвмісні захисні шари є більш ефективними в захисті проти дезактивації, ніж використання шару каталізатора, який приноситься в жертву. Приклад 5 80г циліндричних гранул оксиду хрому діаметром 5,6мм і довжиною 4,9мм занурюють в 200мл водного розчину нітрату свинцю(П) при кімнатній температурі і приблизній концентрації 23,15г нітрату свинцю (II) на 100мл розчину. Матеріал видаляють з розчину, дренують і дають висохти в потоку повітря при кімнатній температурі протягом 48 годин. Аналіз отриманого внаслідок матеріалу (зразок Е) показує вміст свинцю 6,6% мас. Приклад 6 Повторюють приклад 5, і потім висушені гранули повторно занурюють в розчин, дренують і сушать, як описано в прикладі 5, ще два рази. Аналіз отриманого внаслідок матеріалу (зразок F) показує вміст свинцю 10,9% мас. Приклад 7 З метою порівняння (порівняльний зразок Z), зразок гранул оксиду хрому, як використовується в прикладі 5, занурюють у воду і сушать, як описано в прикладі 5. Зразки тестують, як описано вище: перед тестуванням гранули розмелюють на частки розміром 0,6-1,0мм. Результати показані в таблиці 3. Таблиця 3 Тестовий спосіб 1-5,2ч.н.м. (ppm) HCl Час (год.) 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 Зразок Ε 90 89 88 86 83 75 67 56 42 22 Конверсія СО (%) Зразок F Порівн. Ζ 91 91 90 90 89 88 88 84 84 79 79 71 72 61 62 44 48 21 30 3 З таблиці 3 і з порівняння з даними за зразками А і В в таблиці 1 видно, що оксид хрому є відповідним носієм, але менш ефективним, ніж гамма-оксид алюмінію з прикладів А і В. Приклад 8 Зразок С додатково тестують таким чином. З метою імітації порушення технологічного процесу, що включає забруднення хлоридами з подальшою конденсацією пари, каталізатор відновлюють як описано вище, і потім вимірюють активність конверсії оксиду вуглецю, як описано вище. Для імітації забруднення хлоридами до газової суміші протягом 6 годин додають 5,2ч.н.м. (ррm) ВСІ. Потім додання НСl до газової суміші припиняють і реакцію продовжують, використовуючи вільний від НСl газ ще приблизно протягом 30 годин. Потім температуру реакції знижують до 180°С протягом 3 годин. Хоч температура не є досить низькою, щоб викликати конденсацію пари в об'ємній фазі, вона досить низька, щоб викликати деяку конденсацію пари всередині пір каталізатора і захисного шару. Потім температуру підвищують до 220°С і підтримують на цьому рівні протягом ще 15 годин. Конверсія СО знижується від первинних 95% до приблизно 88% протягом 6 годин, в які НСl додавали до газової суміші Протягом наступних 30 годив конверсія повільно падала до приблизно 85%, При зниженні температури де 180" конверсія швидко падала до приблизно 27%, але швидко підіймалася зворотно до приблизно 85%, коли температуру знов підвищували до 220°С, що показує, що конденсація пари не викликала очевидного тривалого пошкодження. З метою порівняння, вищенаведену процедуру повторюють, використовуючи замість гранул оксиду алюмінію, що просочилися свинцем, комерційний хлорид-захисний шар (порівняльний приклад W), що містить гранули оксиду алюмінію, просочені карбонатом натрію і прожарені при приблизно 500°С, що дає гранули з об'ємною щільністю приблизно 0,75г/мл і BET площею поверхні приблизно 113м2/г, які після запалення при 900°С мають вміст оксиду натрію, Na2O, приблизно 14% мас. Їх тестують таким: же чином. Конверсія оксиду вуглецю падає з первинного значення 95% до 88% протягом 6 годин, в які НСl присутній в газовій суміші, і потім поступово падає до приблизно 84% протягом подальших 30 годин. При зниженні температури конверсія оксиду вуглецю швидко падає до нижче за 20%, але на відміну від матеріалу, що просочився свинцем, зразок С, не відновлюється при підвищенні температури зворотно до 220°С, але залишається при нижче за 20%. Приклад 9 259г часток гамма-оксиду алюмінію розміром 0,6-1,0мм і які мають BET площу поверхні 350м2/г занурюють в 800 мл водного розчину нітрату свинцю(П) при 60-70°С і при приблизній концентрації 55г нітрату свинцю (ІІ) на 100мл розчину. Матеріал видаляють з розчину через 30 хвилин, дренують, сушать при 110°С протягом двох годин. Частину висушеного продукту прожарюють в печі при 150°С протягом двох годин, отримуючи зразок G, одночасно прожарюючи частину, що залишилася в печі при 200°С протягом 2 годин, отримуючи зразок Н. Аналіз дифракції рентгенівських променів зразка G перед і після його контакту при 220°С з газовою сумішшю пар/водню/діоксид вуглецю/оксид вуглецю/азот, як використовувалося в методиці тестування, показав відсутність змін, що вказує на те, що при тестових умовах нітрат свинцю не відновлюється. Аналіз відновлення при температурі, що програмується також показав, що відновлення не відбувалося при температурі нижче за 220°. Приклад 10 303г часток гамма-оксиду алюмінію розміром 0,6-1,0мм і які мають ВЕТ площу поверхні 350м2/г занурюють в 800 мл водного розчину нітрату свинцю(П) при 60-70°С і при приблизній концентрації 55 г нітрату свинцю (ІІ) на 100мл розчину. Матеріал видаляють з розчину через 30 хвилин, дренують, сушать при 110°С протягом двох годин, потім прожарюють в печі при 300°С протягом двох годин. Вищеописаний процес повторюють, використовуючи прожарений нітрат свинцю, що просочився оксидом алюмінію, отриманий як указано вище, і свіжу кількість розчину нітрату свинцю. Після прожарювання при 300°С отриманий в результаті матеріал піддають повторному зануренню в третій раз, знову використовуючи свіжу кількість розчину нітрату свинцю. Вміст свинцю в прожареному матеріалі становить 25,5% мас. (зразок J), Після прожарювання при 300°С протягом двох годин частину зразка J прожарюють при 400°С ще протягом двох годин отримуючи зразок К, і другу порцію зразка J прожарюють при 550°С протягом двох годин, отримуючи зразок М. Частини зразків G, Η, ,Τ, Κ і Μ нагрівають в повітрі при 900°С протягом двох годин, щоб гарантувати розкладання нітрату свинцю до оксиду свинцю. У кожному випадку спостерігалася втрата ваги, вказуюча на те, що до такого нагрівання при 900°С значна частина нітрату свинцю не розкладалася до оксиду свинцю. Вміст свинцю в зразках до і після нагрівання до 900°С представлено втаблиці 4. Таблиця 4 Вміст Рb (% по вазі) Температура до після прожарювання нагрівання нагрівання (°С) при 900°С при 900°С Зразок G 150 16,1 19,3 Зразок Η 200 16,3 19,4 Зразок J 300 25,5 30,2 Зразок К 300+400 27,7 30,1 Зразок Μ 300+550 28,7 30,3 Зразки G, Н, J, К і М, а також комерційно доступний каталізатор (зразок Ν), що містить оксид свинцю, нанесений на оксид алюмінію і утримуючий 20,4% ш 1Ш. свинцю, тестували, як описано вище, використовуючи 1ч.н.м. (ppm) HCl (тестовий спосіб 2). Результати показані в таблиці 5. Таблиця 5 Тестовий спосіб 2-1ч.н.м. (ppm) HCl Час (год.) 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 G 87 85 83 81 80 79 76 60 27 3 Η 88 86 84 83 82 80 75 55 12 1 Конверсія СО (%) J K Μ 84 86 86 82 85 85 80 83 77 78 82 57 76 80 13 74 79 0 73 78 0 72 76 0 68 75 0 58 73 0 Ν 85 81 72 50 7 0 0 0 0 0 При порівнянні з даними таблиці 2 видно, що, незважаючи на високий вміст свинцю, зразок Ν, оксид свинцю на оксиді алюмінію., тільки трохи ефективніше за зразок X, гранули оксиду алюмінію, що використовуються для отримання захисних матеріалів по винаходу. Порівняння продуктивності зразків К і М, які прожарювалися при 400°С і 550°С, відповідно, показано, що зразок Μ значно менш ефективний в порівнянні із зразком К і тільки злегка ефективніше за зразок Ν, що ілюструє, що при прожарюванні при 550°С відбувається дуже сильне розкладання нітрату свинцю. Приклад 11 Повторюють приклад 10, але використовують розчини ацетату свинцю, утримуючі 63г Pb(СН3СО2)2*3Н2О на 100мл замість розчинів нітрату свинцю. Зразки після прожарювання при 300°С, 300°С¸400°С і 300°¸550°С позначили зразками Р, Q і R, відповідно, і вміст свинцю в них становив 34,3%, 34,6% і 34,9% мас., відповідно. Інфрачервоний аналіз показав, що у всіх зразках Р, Q і R ацетат свинцю зазнавав часткового розкладання, можливо, до оксиду свинцю. Аналіз дифракції рентгенівських променів зразка Ρ після його контакту при 220°С з газовою сумішшю пар/водню/діоксид вуглецю/оксид вуглецю/азот, як використано в тестовій методиці, показав, що при тестових умовах сполуки свинцю в зразку Ρ відновилися до елементарного свинцю. Зразки тестували, як показано вище (тестовий спосіб 2), і результати показані в таблиці 6. Таблиця 6 Тестовий спосіб 2-1ч.н.м. (ppm) HCl Час (год.) 24 48 72 96 120 Зразок Ρ 87 82 69 43 0 Конверсія СО (%) Зразок Q Зразок R 82 86 77 82 64 74 41 58 3 26 При порівнянні з даними таблиці 2 видно, що ацетат свинцю пропонує невелику перевагу перед частками гамма-оксиду алюмінію (порівняльний приклад X).
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюCombination comprising lead compounds upstream of the copper-containing catalyst, and method for carrying out the catalytic reaction using the catalyst
Назва патенту російськоюКомбинированный материал, содержащий соединения свинца перед слоем медьсодержащего катализатора, и метод проведения каталитической реакции с использованием катализатора
МПК / Мітки
МПК: C07C 29/153, C07C 29/154, B01J 33/00, C01B 3/16, B01J 23/80, B01J 35/00
Мітки: сполуки, каталізатора, використанням, матеріал, реакції, містить, шаром, каталітичної, мідевмісного, свинцю, спосіб, проведення, комбінований
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-72543-kombinovanijj-material-shho-mistit-spoluki-svincyu-pered-sharom-midevmisnogo-katalizatora-ta-sposib-provedennya-katalitichno-reakci-z-vikoristannyam-katalizatora.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Комбінований матеріал, що містить сполуки свинцю перед шаром мідевмісного каталізатора, та спосіб проведення каталітичної реакціїї з використанням каталізатора</a>
Попередній патент: Внутрішня оболонка статора
Наступний патент: Спосіб повторної передачі у системі зв’язку (варіанти) і пристрій для його здійснення (варіанти)
Випадковий патент: Саморятівник