×
10.05.2018
218.016.48fc

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕЗ-ГАЗА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу получения синтез-газа каталитической гидроконверсией диоксида углерода в присутствии водорода на специальном катализаторе, позволяющем получить синтез-газ по составу, подходящему для производства метанола. Способ осуществляется при температуре 300-350°C и атмосферном давлении на катализаторе, содержащем 1,0-3,0 мас.% Cu на γ-AlO. Технический результат заключается в упрощении технологии процесса за счет использования в качестве сырья только диоксид углерода без добавок монооксида углерода и водорода, а также в удешевлении технологии процесса за счет использования более дешевого катализатора. 6 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способу получения синтез-газа каталитической конверсией диоксида углерода в присутствии водорода на специальном катализаторе, позволяющем получить синтез-газ по составу, подходящему для производства метанола.

Сырьем для предлагаемого способа является диоксид углерода, который в огромных количествах выбрасывается в атмосферу из печей, сжигающих углеводородное топливо, например природный газ в котлах энергетических установок (ТЭЦ) для выработки пара и далее электроэнергии. Выделение диоксида углерода из дымовых газов не представляет собой трудную задачу и повсеместно используется в небольших объемах для получения товарного диоксида углерода. Таким образом, заявляемый способ одновременно решает две задачи: 1 - защиту окружающей среды и 2 - использование вторичного сырья для нефтехимического синтеза.

Известен способ получения синтез-газа превращением диоксида углерода и воды при высоких температурах (1600К), достигаемых концентрированием солнечной энергии специальными концентраторами [1]. Превращение диоксида углерода и водяного пара в синтез-газ протекает на катализаторе, содержащем диоксид церия. Производительность такого способа очень низка, большие энергозатраты и зависит от интенсивности солнечного излучения. Кроме того, получаемый синтез-газ не соответствует по составу, необходимому для синтеза метанола. Согласно литературным данным для производства метанола синтез-газ должен содержать кроме монооксида углерода еще от 3 до 10% диоксида углерода, так как он является инициатором образования метанола [2, 3]. Наиболее близким к заявляемому является способ получения синтез-газа каталитической конверсией диоксида углерода в присутствии водорода на катализаторе, содержащем 0,8-8,0% церия, нанесенного на γ-оксид алюминия при температурах до 350°C (прототип) [4]. По данному способу достигается полное превращение диоксида углерода в монооксид, но получемый синтез-газ содержит только смесь монооксида углерода CO с водородом и может служить отличным сырьем для синтеза углеводородов и в процессах оксосинтеза. Для получения же метанола в смеси должно присутствовать некоторое количество диоксида углерода от 3-4 до 8-10% [2, 3].

Задачами настоящего изобретения являются упрощение и удешевление технологии процесса получения синтез-газа.

Технический результат от использования предлагаемого изобретения

Достигаемыми результатами являются:

1 - упрощение технологии процесса за счет использования в качестве сырья только диоксида углерода без добавок монооксида углерода и водорода;

2 - удешевление технологии процесса за счет использования более дешевого катализатора, содержащего вместо редкоземельного металла церия более доступной меди (в 10-15 раз).

Поставленная задача решается использованием катализатора, содержащего от 1,0 до 3,0% меди Cu (II), нанесенной на γ-оксид алюминия, с большой удельной поверхностью методом пропитки.

Способ осуществляют следующим образом.

Смесь диоксида углерода и водорода пропускают через слой гетерогенного медьсодержащего катализатора при температуре 300-3 50°C при атмосферном давлении. На выходе получают чистый синтез-газ в объемном соотношении CO:H2, равном 1:(1÷2), которое задается составом исходной смеси. Синтез-газ содержит небольшое количество диоксида углерода, не содержит метана или других соединений.

Заявляемый способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

100 см3 носителя катализатора γ-оксида алюминия насыпной плотностью 0,800 г/см3 и удельной поверхностью 180 м2/г сушат в сушильном шкафу при температуре 150°C в течение трех часов. Затем осушенный носитель заливают 100 см3 пропиточного водного раствора азотнокислой меди, содержащей 6,8 г Cu(NO3)2⋅3H2O. Пропитку носителя катализатора ведут в течение десяти часов, остатки раствора выпаривают. Катализатор подвергают термообработке в муфельной печи при температуре 400°C в течение двух часов. После охлаждения получают 100 см3 катализатора, содержащего 1,0% Cu на γ-Al2O3. Полученный катализатор загружают в металлический цилиндрический реактор объемом 100 см3 (длина цилиндрической части 150 мм, диаметр 27 мм), оборудованный электрообогревом. Катализатор в реакторе подвергают восстановительной активации в токе водорода с расходом 300 мл/мин при температуре 200°C в течение двенадцати часов. Далее через реактор с восстановленным катализатором пропускают смесь CO2 и H2 в объемном соотношении 1:3 при температуре 350°C с общим объемным расходом газовой смеси 20000 ч-1. На выходе из реактора получают синтез-газ состава: CO - 30,0% об., CO2 - 3,1% об., H2 - 66,9% об. Степень превращения CO2 составляет 90,5%.

Объемное соотношение CO:CO2 без учета водорода составляет 9,5:1.

Пример 2.

Получение катализатора и конверсию CO2 в синтез-газ проводят в условиях, аналогичных описанным в примере 1. Получают катализатор, содержащий 0,5% мас. Cu на том же носителе. При каталитической конверсии CO2 в тех же условиях получают синтез-газ, содержащий 85% об. CO и 15% об. CO2, без учета водорода.

Пример 3.

Получение катализатора и конверсию CO2 в синтез-газ проводят в условиях, аналогичных описанным в примере 1. Получают и испытывают катализатор, содержащий 2,0% мас. Cu на том же носителе. Полученный синтез-газ имеет состав: 94,0% об. СО и 6,0% об. CO2 без учета водорода.

Пример 4. Получение и испытание катализатора проводят в условиях, аналогичных описанным в примере 1. Катализатор содержит 3,0% мас. Cu на том же носителе. Полученный синтез-газ содержит 96,% об. СО и 4,0% об. CO2 без учета водорода.

Пример 5. Получение и испытание катализатора проводят в условиях, аналогичных описанным в примере 1. Катализатор содержит 3,5% мас. Cu на том же носителе. Полученный синтез-газ содержит 98% об. СО и 2,0% об. CO2 без учета водорода.

Пример 6. (по прототипу). Получение катализатора и конверсию CO2 в синтез-газ проводят в условиях, аналогичных описанным в примере 2. Содержание Ce(NO3)3⋅6H2O в пропиточном растворе 5,6 г. Состав полученного катализатора 2,3% мас. Се на γ-Al2O3. Объемное соотношение CO2:H2 на входе в реактор равно 1:3. Температура в реакторе 350°C. На выходе из реактора получают синтез-газ состава: CO - 30,0% об., CO2 - 3,0% об., H2 - 67,0% об. Конверсия CO2 - 91,0%.

Таким образом, по сравнению с прототипом заявляемый способ позволяет получать синтез-газ, содержащий до 10,0% об. CO2, что позволяет использовать его непосредственно для синтеза метанола.

Содержание Сu в катализаторе ниже 1,0% мас. снижает концентрация CO в синтез-газе и увеличивает концентрацию CO2 выше 10,0% об., увеличение содержания Cu в катализаторе выше 3,0% мас. практически не влияет на изменение состава синтез-газа и экономически нецелесообразно.

Применение заявляемого способа позволяет удешевить себестоимость катализатора по сравнению с прототипом, так как стоимость меди и медных солей на 1-1,5 порядка ниже, чем стоимость церия и его солей.

Использованные источники информации

1. Патент US 4053576, МПК C01B 1300.

2 Ян Ю.Б. Синтезы на основе оксидов углерода / Ю.Б. Ян, Б.К. Нефедов. - Л.: Химия, 1978. - С. 49.

3. Караваев М.М. Технология синтетического метанола / М.М. Караваев, В.Е. Леонов, И.Г. Попов, Е.Г. Шепелев. - М.: Химия. 1984. - С. 46.

4. Патент RU 2537627, МПК CO1B 3/00, CO1B 3/26, CO1B 3/32, опубл. 10.01.2015 г.

Способ получения синтез-газа каталитической гидроконверсией диоксида углерода в присутствии водорода при температуре 300-350°C и атмосферном давлении на катализаторе, содержащем 1,0-3,0 мас.% Cu на γ-AlO.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 184.
20.06.2016
№217.015.0529

Двенадцатиступенчатая коробка передач

Изобретение относится к коробкам передач. 12-ступенчатая коробка передач содержит картер с промежуточной стенкой, с размещенными в нем входным, выходным и промежуточным валами. Входной и выходной валы установлены соосно, а промежуточный вал установлен параллельно этим валам. Наконечник...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587281
Дата охранного документа: 20.06.2016
10.06.2016
№216.015.4640

Способ заканчивания нефтяной малодебитной скважины

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способу заканчивания нефтяных малодебитных скважин с открытым забоем. Технический результат - сохранение устойчивости стенок ствола скважины и повышение дебитов нефти малодебитной скважины. По способу осуществляют бурение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586337
Дата охранного документа: 10.06.2016
20.08.2016
№216.015.4d20

Зубная нить с растительным пигментом

Изобретение относится к области медицинской техники и предназначено для использования в стоматологии, для ежедневного ухода за зубами, для удаления остатков пищи из межзубного пространства и зубного налета, для профилактики гингивита. Зубная нить состоит из крученой или некрученой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595003
Дата охранного документа: 20.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d97

Погружное фильтрокомпенсирующее устройство

Изобретение относится к области электротехники и внутрискважинному оборудованию, а именно может быть использовано для компенсаций реактивной мощности погружных электродвигателей установок электроцентробежных насосов. Сущность изобретения: погружное фильтрокомпенсирующее устройство содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595256
Дата охранного документа: 27.08.2016
20.08.2016
№216.015.4df0

Способ анодирования алюминия и его сплавов

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для создания износостойких покрытий на трущихся поверхностях деталей машин в машиностроительной, металлообрабатывающей, станкостроительной и других отраслях промышленности. Способ включает анодирование на постоянном токе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595167
Дата охранного документа: 20.08.2016
20.08.2016
№216.015.4e08

Балансирная диагональная подвеска

Изобретение относится к подвеске колес автомобилей, имеющих три и более моста. Балансирная подвеска содержит на каждое колесо по два продольных направляющих рычага с опорами качания, расположенными одна на опорном диске колеса, другая - между колесами рядом расположенных мостов автомобиля....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595208
Дата охранного документа: 20.08.2016
27.08.2016
№216.015.4f34

Система обогрева трубопроводов

Изобретение относится к технике нагрева с помощью электромагнитных микро- и радиоволн, а именно может быть использовано для нагрева трубопроводов в различных отраслях народного хозяйства и техники, а также для защиты от замерзания продуктов, протекающих внутри трубопроводов. Система обогрева...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595257
Дата охранного документа: 27.08.2016
20.08.2016
№216.015.4f78

Несоосная двухвальная шестиступенчатая коробка передач с двумя сцеплениями

Изобретение относится к несоосным коробкам передач с двумя сцеплениями. На концах первичного вала коробки передач закреплены кожухи сцеплений с ведущими дисками. Ведомые диски сцеплений установлены на шлицах трубчатых валов отдельной шестерни и блока из четырех шестерен первичного вала. На...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595203
Дата охранного документа: 20.08.2016
27.08.2016
№216.015.5039

Устройство изменения радиуса кривошипа кривошипно-шатунного механизма

Предлагаемое устройство относится к машиностроению, в частности к поршневым машинам. Кривошипно-шатунный механизм, содержащий коленчатый вал, состоящий из коренных и шатунных шеек, соединенных щеками кривошипов, отличается тем, что щеки кривошипов имеют направляющие пазы, в которых установлены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595993
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.50ab

Механобиологический способ диагностики материалов и конструкций

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий по условиям прочности и предназначено для контроля процесса трещинообразования хрупких тензоиндикаторов при изменении уровня напряженности в исследуемых зонах конструкции. Механобиологический способ исследования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595876
Дата охранного документа: 27.08.2016
Показаны записи 1-4 из 4.
10.01.2015
№216.013.1837

Способ получения синтез-газа

Изобретение относится к химии и технологии органического синтеза, а именно к способу получения синтез-газа (смеси оксида углерода и водорода), который может быть использован в нефтехимии для получения метилового спирта, диметилового эфира, альдегидов и спиртов оксосинтезом, углеводородов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537627
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.04.2016
№216.015.320f

Способ расширенной вульвэктомии и реконструкции собственными тканями

Изобретение относится к медицине, а именно к гинекологии. Проводят предварительное выделение цельного абдоминального кожно-фасциального лоскута. Затем поперечное рассечение прямых мышц до их середины с последующим продольным выделением нижненаружных сегментов прямых мышц живота с сохранением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580665
Дата охранного документа: 10.04.2016
20.01.2018
№218.016.1747

Способ доставки криогенных топливных мишеней для лазерного термоядерного синтеза

Изобретение относится к способу доставки криогенных топливных мишеней (КТМ) для энергетических систем, работающих по схеме управляемого инерциального термоядерного синтеза (ИТС). В заявленном способе размещают каждую из криогенных топливных мишеней в носитель и продвигают носитель вдоль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635660
Дата охранного документа: 15.11.2017
29.07.2020
№220.018.38b6

Способ доставки криогенной топливной мишени для управляемого инерциального термоядерного синтеза, система и носитель

Изобретение относится к средству доставки криогенной топливной мишени (КТМ) для управляемого инерциального термоядерного синтеза, системе для реализации этого способа и носителю для использования в такой системе. В заявленном способе размещают каждую криогенную топливную мишень в носитель,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727925
Дата охранного документа: 27.07.2020
+ добавить свой РИД