Патент на изобретение №2266783
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) КАТАЛИЗАТОР ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕЗ-ГАЗА ПАРОВЫМ РИФОРМИНГОМ ДИМЕТИЛОВОГО ЭФИРА
(57) Реферат:
Изобретение относится к химической отрасли промышленности, в частности к составу катализатора, и может быть использовано для получения синтез-газа паровым реформингом диметилового эфира. Описан катализатор состоящий из активного компонента палладия, нанесенного на окись алюминия, и промоторов F или К при следующем соотношении компонентов мас.%: палладий 0,12-0,62, промотор F 0,1-0,5 или промотор К 0,1-2,5, носитель – оксид алюминия, остальное. Технический результат: катализатор обладает повышенной активностью, понижает температуру процесса. 4 табл.
Изобретение относится к химической отрасли промышленности и связано с разработкой катализатора получения синтез-газа паровым реформингом диметилового эфира (ДМЭ). Синтез-газ является наиболее перспективным сырьевым источником, альтернативным нефтяному. Важное преимущество процессов на основе синтез-газа состоит в том, что синтез-газ может быть легко переработан в более удобный для транспортировки метанол, который при необходимости на месте его потребления можно полностью вновь превратить в синтез-газ. В настоящее время метанол является многоцелевым полупродуктом на базе которого могут быть получены ценные химические продукты, такие как уксусная кислота, этиленгликоль, высокомолекулярные углеводороды, спирты или альдегиды. Кроме того, из синтез-газа с помощью традиционного процесса Фишера-Тропша получают низшие олефины, спирты и компоненты моторных топлив. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является катализатор получения синтез-газа паровым реформингом ДМЭ при температуре 300-800°С, атмосферном давлении и объемной скорости подачи сырья V0=100-1000 час-1 [1]. По существу, данное изобретение заключает в себе пропускание сырьевого потока, который содержит 6 молей водяного пара и 1 моль ДМЭ при температуре 300-800°С (предпочтительнее 300-600°С) через реакционную зону с катализатором, не содержащим в своем составе щелочного металла, а состоящим в основном из оксидов неблагородного металла (Fe, Cr, Cu, Zn или их смеси). Предпочтение отдается катализатору, состоящему из оксидов Cu и Zn в соотношении 1:1. К недостаткам данного катализатора можно отнести низкую активность заключающуюся в низкой конверсии, повышенной температуре проведения парового реформинга ДМЭ (300-800°С), большом избытке водяного пара (6 молей на 1 моль ДМЭ), дезактивации катализатора и присутствии значительного количества CO2 в получаемом газовом потоке. Для устранения указанных недостатков предлагается катализатор, состоящий из активного компонента палладия, нанесенного на окись алюминия, и промоторов F или К при следующем соотношении компонентов мас.%:
Обнаружено, что добавление фтора в концентрации от 0,1 до 0,5 мас.% или калия в концентрации от 0,1 до 2,5 мас.% к катализатору, содержащему в качестве активного компонента палладий от 0,12-0,62 мас.% на окиси алюминия приводит к существенному повышению конверсии в синтез-газ в паровом реформинге ДМЕ. Процесс паровой конверсии ДМЭ на модифицированных фтором или калием палладиевых катализаторах ведут при температуре 200-400°С и атмосферном давлении. Пример 1 Катализатор парового реформинга ДМЕ в количестве 4,5 г, содержащий 0,25% Pd, остальное носитель Пример 2 Катализатор парового реформинга ДМЕ, содержащий носитель Пример 3 Катализатор парового реформинга ДМЕ, содержащий 0.25% Pd на носителе Пример 4 Катализатор парового реформинга ДМЕ, содержащий 0.25% Pd на носителе Пример 5 Катализатор парового реформинга ДМЕ, содержащий 0.25% Pd на носителе Пример 6 Катализатор парового реформинга ДМЕ, содержащий 0.25% Pd на носителе Пример 7 Катализатор парового реформинга ДМЕ, содержащий 0.25% Pd на носителе Пример 8 Катализатор парового реформинга ДМЕ, содержащий 0.25% Pd на носителе Пример 9 Катализатор парового реформинга ДМЕ, содержащий 0.25% Pd на носителе Пример 10 Катализатор парового реформинга ДМЕ, содержащий 0.12% Pd на носителе Пример 11 Катализатор парового реформинга ДМЕ, содержащий 0.37% Pd на носителе Пример 12 Катализатор парового реформинга ДМЕ, модифицированный 0.27% F, содержащий 0.62% Pd на носителе
Как видно из данных, приведенных в таблице 1, катализатор по примеру 2 с фтором, но без активного компонента палладия малоактивен в паровой конверсии ДМЭ.
Сравнение конверсии ДМЭ катализатора по примеру 1 без модифицирования фтором и катализаторов по примерам 3 и 4 (таблица 2), модифицированные фтором показывает, что содержание фтора до 0.5% в каталитической композиции увеличивает активность катализаторов в паровой конверсии ДМЭ. Увеличение содержания модифицирующего компонента – фтора с 0.5% до 2.5% уменьшает конверсию ДМЭ (пример 5).
Из данных, представленных в таблице 3, видно, что модифицирование К до 2,5% увеличивает активность катализаторов в паровой конверсии ДМЭ. Дальнейшее повышение содержания модификатора К нецелесообразно, так как конверсия ДМЭ 94-98% сдвигается в область более высоких температур, что видно из сопоставления примеров 8 и 9. Содержание К в примере 8 составляет 1%, а конверсия ДМЭ 95.7% наблюдается при 350°С. В примере 9 с содержанием К 2.5% конверсия ДМЭ 97.1% наблюдается уже при 400°С.
Из данных, представленных в таблице 4, следует, что увеличение содержание палладия с 0.12% (пример 10), до 0.62% (пример 12) повышает конверсию ДМЭ при температуре 250°С с 19.3% до 88.7% соответственно. Дальнейшее увеличение содержания активного компонента Pd в катализаторе не оказывает заметного влияния на его активность и селективность в образовании синтез газа, а также нецелесообразно из-за значительного увеличения стоимости такого катализатора. Источники информации 1. US Pat. №5626794, 1997.
Формула изобретения
Катализатор получения синтез-газа паровым риформингом ДМЕ отличается тем, что катализатор состоит из активного компонента палладия, нанесенного на окись алюминия, и промоторов F или К при следующем соотношении компонентов, мас.%:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
-Al2О3, испытывают при температурах 200-450°С, атмосферном давлении с подачей реагентов в реактор с объемной скоростью 120 час-1 в мольном соотношении ДМЭ:Н2O=1:1. Данные по активности катализатора представлены в табл.1.