| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2161536
СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ КАТАЛІЗАТОРА для низькотемпературного синтезу МЕТАНОЛА
Ім'я винахідника: Юр'єва Т.М .; Мінюкова Т.П. .; Давидова Л.П .; Демешкіна М.П .; Волкова Г.Г .; Ітенберг І.Ш .; Плясова Л.М.
Ім'я патентовласника: Інститут каталізу ім. Г.К. Борескова СО РАН; Акціонерне товариство закритого типу "оката"
Адреса для листування: Інститут каталізу ім. Г.К. Борескова СО РАН; Акціонерне товариство закритого типу "оката"
Дата початку дії патенту: 1997.03.26
Винахід відноситься до виробництва каталізаторів для процесу низькотемпературного синтезу метанолу.
Суть винаходу: каталізатор отримують терморазложенія при 250-450 ° С змішаного гідроксокарбоната міді-цинку-вольфраму-хрому і / або алюмінію зі структурою типу гідроцінкіта-ауріхальціта. Каталізатор має склад (молярний частки): Сu - 0,30-0,60; Zn - 0,30-0,62; W - 0,01-0,02; Ме +3 - 0,08-0,15, О - n, де Me - Al + Cr або A l; n - по стехіометрії. Технічний результат - розробка нового способу отримання оксидного каталізатора, що дозволяє забезпечити не тільки його максимальну активність і селективність, а й максимальну стійкість.
ОПИС ВИНАХОДИ
Використання: нафтохімія, зокрема отримання каталізаторів для низькотемпературного синтезу метанолу.
Суть винаходу: каталізатор отримують терморазложенія гідроксокарбоната міді-цинку-алюмінію і / або хрому, що містить 1-2 ат% вольфраму, зі структурою типу гідроцінкіта-ауріхальціта при 250-450 o C.
Склад каталізатора відповідає емпіричною формулою
Cu 0,30-0,60 Zn 0,30-0,62 W 0,01-0,02 Me 0,08-0,15O n,
де Me - алюміній і / або хром, n - по стехіометрії, 2 таблиці.
Винахід відноситься до виробництва каталізаторів для процесу синтезу метанолу при низьких температурах і тиску.
Для процесу низькотемпературного синтезу використовують оксидні мідь-цинк-алюмінієві і мідь-цинк-хромові каталізатори (Технологія синтетичного метанолу / Под ред. Проф. Караваєва М.М. M .: Хімія, 1984, c. 240; Xіміческіе продукти на основі синтез -газа.- M .: Хімія, 1987, c. 248). Умови, отримання визначають активність, селективність і стійкість в умовах реакції, а отже, і термін служби каталізаторів. Як правило, що містить мідь каталізатори мають високу активність і селективність, але низьку стійкість і, отже, низький термін служби. Крім того, не завжди відтворюються властивості каталізаторів з різних партій. Це пояснюється тим, що в процесі отримання можливе утворення декількох типів оксидних медьсодержащих з'єднань з різними властивостями.
У роботі (RU 2055639 C1, 10.03.96) пропонується отримувати медьсодержащий каталізатор синтезу метанолу терморазложенія Співосадження змішаного гідроксоалюмінат міді-цинку. Спосіб полягає в наступному.
Змішане гідроксосоедіненіе міді-цинку і алюмінію і / або хрому отримують методом співосадження з суміші 10% -них розчинів нітратів металів 10% -ним розчином карбонату амонію при постійному pH = 6,9-7,1, постійній температурі 70-80 o C і безперервному перемішуванні. Осад відмивають, фільтрують, сушать, потім прожарюють в струмі сухого повітря при 250-450 o C і таблетіруют з додаванням графіту. Отриманий каталізатор має мольное співвідношення компонентів Cu: Zn: Me = 30-55: 30-62: 8-15, де Me - Al і Cr або Al, або Cr.
Цей метод забезпечує отримання каталізатора з високою активністю і селективністю, надає можливість проводити контроль якості катализаторной маси на всіх етапах приготування каталізатора, але стійкість отриманого каталізатора недостатньо висока.
Метою винаходу є розробка нового способу отримання оксидного каталізатора, що дозволяє забезпечити не тільки його максимальну активність, селективність і відтворюваність властивостей, але і максимальну стійкість.
Пропонований спосіб отримання каталізатора полягає в наступному. Терморазложенія при 250-450 o C піддають змішаний гідроксокарбонат міді-цинку-вольфраму-алюмінію і / або хрому зі структурою типу гідроцінкіта-ауріхальціта складу
Me (OH) 6 (CO 3)2 · nH 2 O
де Me = Cu +2, Zn +2, W +6, Al і / або Cr.
Отримати змішаний гідроксокарбонат зазначеного складу і структури можна декількома методами: соосаждением, розпилювальної сушінням-прогартовує суміші розчинів солей, терморазложенія водних розчинів аміачно-карбонатних комплексів міді-цинку в присутності сполук алюмінію і / або хрому. Ми вибрали метод співосадження з розчинів солей міді, цинку, алюмінію і / або хрому розчином карбонату або бікарбонату амонію, натрію або калію або їх сумішшю з наступним просоченням відмитого осаду розчином кремневольфрамовой гетерополікислоти.
Солі міді, цинку, алюмінію і / або хрому, переважно нітрати, взяті в кількостях, що забезпечують бажане співвідношення компонентів в каталізаторі, розчиняють у воді і змішують розчини. Концентрації розчинів 100-200 г / л. Окремо розчиняють у воді карбонат або бікарбонат амонію, натрію або калію, концентрація розчину - 100 г / л. Соосажданіе суміші розчинів нітратів розчином карбонату проводять в реакторі-осаджувачами при постійному pH = 6,0-8,0, постійній температурі в інтервалі 20-85 o C і постійному перемішуванні. Хімічний аналіз показує, що обрані умови забезпечують повноту осадження катіонів металів. Отриманий осад промивають, фільтрують, просочують розчином кремневольфрамовой гетерополікислоти і сушать при температурі 80-100 o C. Осад піддають рентгенофазового і термічному аналізу. На дифрактограмі з'єднання зі структурою типу гідроцінкіта-ауріхальціта є характерний набір максимумів, відповідний межплоскостним відстаням, представленим в табл..
Залежно від складу змішаного гідроксосоедіненія значення d можуть слабо відхилятися від наведених в табл.A.
На термограммах розкладанню гідроксокарбоната зі структурою гідроцінкіта-ауріхальціта відповідає ендотермічний ефект з максимумом при 270-300 o C, що супроводжується втратою близько 30% маси.
Отриманий осад із заданою структурою прогрівають в струмі повітря або інертного газу при 250-450 o C. При цьому виходить катализаторная маса у вигляді порошку. Порошок каталізатора таблетіруют і проводять вимірювання каталітичної активності.
Вимірювання каталітичної активності проводять в проточно-циркуляційних установках при атмосферному тиску і при тиску 50 атм. при 220 o C.
Реакційна суміш має склад CО: CO 2: N 2: H 2 = 20: 5: 5: 70. Швидкість реакції синтезу метанолу при атмосферному тиску на різних зразках каталізаторів порівнювали при постійній концентрації метанолу 1 · 10 -3 об.%. Об'ємна швидкість подачі сировини при випробуванні під тиском 50 атм. - 20000 ч -1. Термічну стійкість каталізаторів характеризували коефіцієнтом термічної стійкості (КТУ) - відношенням швидкості реакції після перегріву каталізатора в реакційній середовищі при 380 o C протягом 2 год до первісної швидкості реакції.
Відмітною ознакою способу є використання для отримання каталізатора змішаного гідроксокарбоната міді-цинку-вольфраму-хрому і / або алюмінію зі структурою типу гідроцінкіта-ауріхальціта.
Суть методу ілюструється такими прикладами.
приклад 1
Терморазложенія піддають гідроксокарбонат міді-цинку-вольфраму-хрому з співвідношенням компонентів Cu: Zn: W: Cr = 30: 60: 1: 9 (тут і далі співвідношення атомне).
Для отримання гідроксосоедіненія заданого складу проводять співосадження суміші 10% -них водних розчинів нітратів: 517 мл нітрату міді, тисяча сорок шість мл нітрату цинку, 198 мл нітрату хрому.
Як осадителя використовують 10% -ний розчин карбонату амонію. Для приготування розчинів і відмивання осаду використовують дистильовану або демінералізовану воду.
Осадження проводять при 70-80 o C, pH = 6,9-7,1, при постійному перемішуванні. Отриманий осад відмивають, фільтрують і сушать на повітрі при 80-100 o C 10-12 год. Висушений зразок просочують 120 мл водного розчину кремневольфрамовой гетерополікислоти (ЦПК) H 4 [SiW 12 O 40], що містить 2,4 г ЦПК, що забезпечує заданий зміст вольфраму в ЦПК. Зразок висушують і аналізують методами РФА і ДТА. Виходить гідроксокарбонат міді-цинку-хрому зі структурою типу гідроцінкіта-ауріхальціта. Результати фазового аналізу наведені в табл. 1. Терморазложенія проводять при 450 o C протягом 4 год в струмі сухого повітря. Отриману катализаторную масу у вигляді порошку змішують з графітом, таблетіруют і поміщають в установку для вимірювання каталітичної активності. Результати вимірювання каталітичної активності наведені в табл. 2.
приклад 2
Терморазложенія піддають гідроксокарбонат міді-цинку-марганцю-хрому з співвідношенням Cu: Zn: W: Al = 45: 45: 1: 9.
Для отримання гідроксосоедіненія заданого складу проводять осадження суміші 10% -них розчинів солей: 775 мл нітрату міді, 784 мл нітрату цинку, 177 мл нітрату алюмінію.
Як осадителя використовують 10% -ний розчин карбонату амонію. Осадження і всі наступні операції проводять як в прикладі 1, але температура терморазложенія - 250 o C. Результати фазового аналізу і каталітичного властивості приведені в табл. 1 і 2.
приклад 3
Терморазложенія піддають гідроксосоедіненіе міді-цинку-марганцю-алюмінію з співвідношенням Cu: Zn: W: Cr = 60: 30: 2: 8.
Для отримання гідроксосоедіненія заданого складу проводять осадження суміші 10% -них розчинів солей: одна тисяча тридцять три мл нітрату міді, 523, мл нітрату цинку і 176 мл нітрату хрому.
Як осадителя використовують 10% -ний розчин карбонату амонію. Осадження і всі наступні операції проводять як в прикладі 1, але кількість ЦПК у водному розчині - 4,8 г. Температура терморазложенія - 350 o C. Результати фазового аналізу і каталітичні властивості приведені в табл. 1 і 2.
Приклад 4. терморазложенія піддають гідроксосоедіненіе міді-цинку-вольфраму-алюмінію-хрому з співвідношенням Cu: Zn: W: Al: Cr = 50: 34: 1: 8: 7.
Для отримання гідроксосоедіненія заданого складу проводять осадження суміші 10% -них розчинів солей: 861 мл нітрату міді, 593 мл нітрату цинку, 157 мл нітрату алюмінію і 153 мл нітрату хрому.
Як осадителя використовують 10% -ний розчин карбонату амонію. Осадження і всі наступні операції проводять як в прикладі 1, але температура терморазложенія - 350 o C. Результати фазового аналізу і каталітичні властивості приведені в табл. 1 і 2.
Як видно з табл. 2, мідь-цинк-вольфрам-алюмохромовом оксидні каталізатори, отримані за пропонованим методом, характеризуються високою каталітичної активністю і стійкістю.
Запропонований спосіб отримання забезпечує не тільки високу активність, селективність і стійкість каталізаторів, а й надає можливість проводити контроль якості катализаторной маси на всіх етапах приготування каталізатора, що дозволяє досягати високої відтворюваності властивостей для різних партій каталізаторів.
ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ
1. Технологія синтетичного метанолу / Под ред. проф. Караваєва М.М. М.: Хімія, с. 240, 1984.
2. Хімічні продукти на основі синтез-газа.- М .: Хімія, с. 248, 1987.
3. Патент Російської Федерації N 2055639. Бюл. N 7, 10.03.96.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Спосіб отримання каталізатора для низькотемпературного синтезу метанолу терморазложенія при 250 - 450 o C змішаного гідроксосоедіненія міді-цинку-алюмінію і / або хрому з подальшим таблетированием, що відрізняється тим, що в якості змішаного гідроксосоедіненія використовують гідроксокарбонат міді-цинку-вольфраму-алюмінію і / або хрому зі структурою типу гідроцінкіта-ауріхальціта, при цьому отримують каталізатор, склад якого відповідає емпіричною формулою
Cu 0,30-0,60 Zn 0,30-0,62 W 0,01-0,02 Me 0,08-0,15O n,
де Ме - алюміній і / або хром;
n - по стехіометрії.
Версія для друку
Дата публікації 05.12.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.