Получаване на катализатор

Изобретението се отнася до производството на катализатори, особено мед, цинк-алуминиев катализатор за ниска температура метанол синтез и ниска температура превръщане на въглероден окис. Изобретението се основава на обекта за създаване на метод за получаване на катализатор с висока активност, стабилност и механична якост. Тази задача се решава с това, че метод за получаване на катализатор чрез утаяване на нитрати на мед, цинк и алуминий натриев карбонат при 50-80 ° С, рН равно на 6,0-8,0 и време отлагане на 3 до 60 минути. Отлагане на мед-цинк или мед-цинков-алуминиев съединение се извършва на предварително депозирана алуминий цинков стабилизатор. В допълнение, отлагане се осъществява чрез непрекъснато подаване на решения за системата на реактора, състояща се от един или повече реактори, и непрекъснато отнемане на суспензията от системата, средното време на пребиваване на мед-цинков-алуминиев съединение в реакционната зона не е повече от 60 минути. Предложеният метод за непрекъснато получаване на катализатора позволява да се получи високо активна и термично стабилен катализатор. 1 час. п е. Предшестващо таблица 1.

Изобретението се отнася до област производство катализатор, по-специално мед, цинк-алуминиев катализатор за ниска температура метанол синтез и ниска температура превръщане на въглероден окис.

Известен метод за получаване на катализатор за синтез метанол чрез последователно внасяне на пълнител алуминиев стабилизиращи и активен мед-цинков-съдържащ състав в присъствието на пълнителя от съответните нитрати разтвори чрез прибавяне на натриев карбонат, отлагането на алуминиевия пълнител са от разтвори азотна киселина с цинк и алуминий и депозиране на медно-цинкови-съдържащи състави на нитрат разтвор на мед и цинк, съдържащ алуминиев нитрат [1] Най-близкото Techn eskim разтвор е метод за получаване на катализатор чрез утаяване на нитрати на мед, цинк и алуминий натриев карбонат при 50-100 ° С и рН 6,0-9,0. Получената суспензия се разбърква при втория съд до рН 7,0, филтрува се, промива се, суши се, калциниран и таблетира [2] Недостатък на известните методи е, че в първия случай катализаторът се получава нестабилен по отношение на структурните промени при hydroprocessing. При взаимодействие с вода, която се образува по време на реакционните условия за образуването на цинков gidroksoalyuminata фаза, формирането на което води до унищожаване на основен катализатор структура. В метода от предшестващото състояние на техниката с комбинация от суспензия стареене утайката се появява във втория реактор, същността на което се състои в етапа на прекристализация, увеличаване на степента на ред hydroxocarbonates кристали намали взаимното разтворимостта на фазите. Последствието е намаляване на катализатор активност. Освен това, кристален растеж води до факта, че за таблетиране на единица секционни таблетки произведени минимален брой на контактите между частици, и следователно намалява здравината на таблетките.

Задачата на изобретението е да осигури метод за получаване на катализатор с висока активност, стабилност и механична якост чрез получаване на оптимален катализатор прекурсор утайка структура.

Проблемът е решен така, че в процеса на получаване на катализатора чрез утаяване от разтвори на нитрати на мед, цинк и алуминий натриев карбонат при 50-80 ° С, рН равно на 6,0-8,0, последвано от изолиране на утайката, промива сушене, калциниране и таблетиране отлагане съгласно изобретението се осъществява чрез непрекъснато подаване на разтвор към реакционната система, състояща се от един или повече реактори, и непрекъснато отнемане на суспензията от системата, средното време на пребиваване мед-цинков-алуминиев съединение в реакционна зона е от 3 до 60 минути. Освен това утаяване на мед-цинк или мед-цинков-алуминиев съединение се провежда върху предварително утаява при рН 5,0-6,0 алуминий цинков стабилизатор.

Предложеният метод на подготовка на катализатора се провежда както следва. Разтвор на меден нитрат, цинк и алуминий или мед и цинк подава само в реактора за утаяване. Това служи разтвор на алкален метален карбонат. Отлагането се извършва в реактор с периодично или в реактор с непрекъснато отнемане на суспензия или в каскада от реактори, подредени в серия. хранителни разтвори и тяхното съотношение скорост е избран така, че да се поддържа рН, равно на 6-8, и реакционното време зона за пребиваване на утайката е 3-60 минути. Температурата в реакционната зона се поддържа при 50-80 ° С за увеличаване на стабилността на суспензията на катализатора се въвежда в реактора преди депозиран алуминий цинков стабилизатор. Последно утаява източване разтвор на цинков нитрат и алуминиев с разтвор на алкален метален карбонат при рН 5-6. Полученият катализатор прекурсор утайката се отделя от матерната луга, измива се, суши се, калциниран и таблетира. Възможно да се използва катализатор в некалциниран форма, или като смес от калциниран и некалциниран катализатор.

Ускорен процес отлагане, където средното време на пребиваване на отложения маса в системата на реактора не надвишава 60 минути, характеризиращ се с това, че утайката не е достатъчно време, за да образуват подреден структура. Получените фино неподредени gidroksokarbonatnye съединенията от мед, цинк и алуминий след етапа на разлагане при калциниране дават висока степен на дисперсия на оксиди, предоставяща високи стойности на повърхността и катализатор активност.

Използване на реактора непрекъснато отстраняване на продукти позволява реакциите за стабилизиране на параметрите на процеса отлагане. Използването на система реактор, множество реактори за подобряване на обработката изпълнение линия, и се доближава до разпределението на депозиран времето за пребиваване материал в системата на реактора за по-оптимално линейна. Това произвежда частици с различен тънкост, която ще осигури активни катализатори за продължителността на жизнения им цикъл.

Въведение в реактора преди депозиран при рН 5-6 цинк-алуминиево съединение увеличава стабилността на катализатора, тъй като частиците на цинково-алуминиев шпинел по термично стабилни в сравнение с оксиди на мед и цинк и ограничаване на рекристализация по време на работа. Наличието на цинков оксид в стабилизатора неутрализира центрове киселина от алуминий и по този начин увеличаване на селективността на катализатора. Ниска стойност на рН по време на утаяването на стабилизатора осигуряване на съединение, при която се образува калциниране на цинково-алуминиев шпинел. Освен това, стабилизатор, утаява при рН 5-6 е по-устойчива на структурни промени в hydroprocessing разлика от конвенционалните депозиран под рН 6-8. Използването на рН по-високо от 7 води до образуването на шпинел заедно с други цинк-алуминиеви фази, което намалява активността на катализатора и стабилност.

Прилагането на метода за получаване на катализатор метанол синтез и превръщането въглеродния монооксид в индустриални условия ще се подобри, в сравнение със съществуващата технология, активността и стабилността на получените катализатори и увеличаване на механичната якост на таблетките при предварително определена обемна плътност. От друга страна, използването на предвидения начин на отлагане в непрекъснат режим ще повиши нивото на автоматизация, както и въвеждането на по-модерна технология, особено в етапа на утаяване и филтруване.

Пример 1 (сравнителен). 1,5 литра разтвор на нитрати на мед, цинк и алуминий са кондензирани заедно с разтвор на натриев карбонат в продължение на 30 минути при поддържане на смес 6,5-7,0 рН и температура от 85 ° С Суспензията се разбърква при 85 ° С 60 минути до постоянна стойност рН 7,1. Суспензията се филтрува, утайката се промива добре с вода, суши се при 110 ° С в продължение на 12 часа и се калцинира при 300 ° С в продължение на 6 часа. Полученият продукт се таблетира след добавяне на 2% от графит и направени в таблетки 5x5 mm с сила на счупване от 5,6 МРа.

Изпитва в синтеза на метанол в фракция 0,25-0,5 мм при налягане 5 МРа катализатор, температура 220 ° С, състав синтез газ Н2 на: CO 2: 1, 5% СО2. скоростта пространство от 10 000 1 / час.

температурна устойчивост се определя чрез промяна на дисперсия на кристалитите на мед при нагряване в топлинна камера, закрепена към рентгенов дифрактометър на, чрез което редуциращ газ се продухва. Тези тестове са дадени в таблицата.

Примери 2-16. За получаване на разтвор на меден нитрат, цинк и алуминий в 1 270 грама на меден прах 814 г цинков окис и 1,200 алуминиев нитрат монохидрат се смесват с 5 литра деминерализирана вода. Постепенно прибавя 56 мкл 6,2% азотна киселина. След пълно разтваряне на компонентите на обема на разтвора се регулира с вода до 33,5 л.

За получаване на разтвор на нитрати на мед и цинк в 1270 гр на мед на прах и 814 г цинков окис се смесва с 5 литра деминерализирана вода. Постепенно прибавя 56 мкл 6,2% азотна киселина. След пълно разтваряне на компонентите на обема на разтвора се регулира с вода до 32,1 л.

За получаване на разтвор на цинк и 814 г алуминиев нитрат и цинков оксид 7500 алуминиев нитрат монохидрат се смесват с 5 литра деминерализирана вода. Постепенно прибавя 56 мкл 1,7% азотна киселина. След пълно разтваряне на компонентите на обема на разтвора се довежда до 20 л ода.

За получаването на натриев карбонат в 1300 г безводен натриев карбонат се разтваря в 8,7 л деминерализирана вода.

1,5 литра разтвор на нитрати на мед и цинк и алуминий са кондензирани заедно с приблизително същото количество разтвор на натриев карбонат, като се поддържа постоянно рН и температура. 3-60 минути време отлагане. Суспензията се филтрува и утайката се промива с вода, суши се при 110 ° С в продължение на 12 часа и се калцинира при 300 ° С в продължение на 6 часа.

Може да бъде предварително утаен цинк-алуминиев стабилизатор. За тази 100 мл цинк и алуминий нитрат разтвор се излива заедно с натриев карбонат, като се поддържа постоянно рН и температура. След това, в същия реактор образува стабилизатор излива 1.5 л разтвор на меден нитрат, цинк и алуминий (или 1,5 л меден и цинков нитрат разтвор) с приблизително същото количество разтвор на натриев карбонат, като се поддържа постоянно рН и температура. 3-60 минути време отлагане. Суспензията се филтрува и утайката се промива с вода, суши се при 110 ° С в продължение на 12 часа и се калцинира при 300 ° С в продължение на 6 часа. Полученият продукт се таблетира след добавяне на 2% от графит и направени в таблетки 5x5 mm. Катализаторът се изпитва, както е описано в пример 1. Условията на подготовка и резултатите от теста са показани в Таблица катализатори.

В примери 13-16, отлагането се извършва в реактор с непрекъснато действие, от което суспензията непрекъснато се оттегля през дюза преливник за филтруване или в каскада от два реактора, първият от които се депозират алуминий цинков стабилизатор на, и втората активна фаза катализатор. Обемът на реактора, за да преливната дюза 1 L.

4 л разтвор на нитрати на мед, цинк и алуминий се излива едновременно с приблизително същия размер, разтвор на натриев карбонат, като се поддържа постоянно рН и температура. нитрат разтвор скорост източване се поддържа такава, че да осигури необходимата средното време на пребиваване на суспензията в реакционната зона. Суспензията непрекъснато се оттегля за филтруване. Утайката се промива с вода, суши се при 110 ° С в продължение на 12 часа и се калцинира при 300 ° С в продължение на 6 часа. Полученият продукт се таблетира след добавяне на 2% от графит и направени в таблетки 5x5 mm. Получаване условия и резултатите от теста са показани в Таблица катализатори.

Пример 17 350 г мед на прах, 450 г цинков окис и 900 г алуминиев нитрат монохидрат се смесват с 5 литра деминерализирана вода. Постепенно се добавя 2,2 литра 56% азотна киселина. След пълно разтваряне на компонентите на обема на разтвора се регулира с вода до 13 литра. Полученият разтвор се излива едновременно с приблизително същото количество натриев карбонат в непрекъснат реактор, се поддържа рН 6,5 и температура 70 ° С на скоростта на източване на разтвор на нитрати от 1,5 л / ч (средно време на престой в суспензия реакционната зона на 20 минути). Суспензията се филтрува и утайката се промива с вода, суши се при 110 ° С в продължение на 12 часа и се калцинира при 300 ° С в продължение на 6 часа. Полученият продукт се таблетира след добавяне на 2% от графит и направени в таблетки с 5x5 разтрошаване от 12 МРа.

За да се изследва активността на 2-3 mm фракция е готова. Тестване за активност в реакцията на въглероден монооксид превръщане се извършва при следните условия: скорост пространство на 5000 часа 1 съотношение на пара: газ от 0.7: 1, газ състав, об. CO 12.5, CO2 9.4, Н2 55.0, 33.1. Активно - константата на скоростта на реакция от порядъка на уравнение 1 за въглероден монооксид в кинетичен режим, cm 3 / г с при 225 ° С 15.

От таблицата се вижда, че катализаторите, получени в примери 2-16, са по-добри за прототипа (Пример 1), съгласно таблетки сила, изпълнението, и са по-устойчиви на топлина. Примерите илюстрират ефекта на рН, температура и време отлагане. Намаляването на времето за отлагане води до увеличаване на катализатор дисперсия и, като следствие, да се увеличи активността. Повишаване на температурата и рН отлагане еквивалентно на увеличаване на времето на отлагане, т. Е., В по-високо рН и температура ускорено стареене утайка. Въведение в катализатора преди утаява стабилизатор води до увеличаване на термостабилност, която е по-висока от ниско рН утаяването на стабилизатора (примери 9-11). Пример 12 показва, че не се изисква въвеждането на алуминий в по-голямата част от катализатора. Примери 13-16 показват положителен ефект от използването на непрекъснат процес на отлагане. Средното време на престой на частиците в реактора е еквивалентно на времето на отлагане на периодичната отлагане. Добив средното време за претендираните граници (Пример 15) води до влошаване на изпълнение катализатор. Утаяване с стабилизатор (Пример 16) и тук дава положителен ефект за термичната стабилност.

1. Метод за получаване на катализатор чрез утаяване от разтвори на нитрати на мед, цинк и алуминий разтвор на натриев карбонат при 50 до 80 ° С, рН 6,0 8,0 с последващо изолиране на утайката, пране, сушене, изпичане и таблетирането, характеризиращ се с това, че отлагането се извършва чрез непрекъснато подаване на разтвор към реакционната система, състояща се от един или повече реактори, и непрекъснато отнемане на суспензията от системата, средното време на пребиваване на мед-цинков-алуминиев съединение в реакционната зона е 3 - 60 минути.

2. Метод съгласно претенция. 1, характеризиращ се с това, че утаяването на мед-цинк или мед-цинков-алуминиево съединение се провежда върху предварително утаява при рН 6 май алуминий цинков стабилизатор.