способ восстановления катализатора низкотемпературной конверсии монооксида углерода

Классы МПК:B01J23/94 катализаторов, содержащих металлы, оксиды или гидроксиды металлов группы железа или меди
B01J23/92 катализаторов, содержащих металлы, оксиды или гидроксиды, отнесенные к рубрикам  23/02
B01J38/10 использование элементарного водорода
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Саратовский институт стекла"
Приоритеты:
подача заявки:
2000-06-29
публикация патента:

Описан способ восстановления катализатора низкотемпературной конверсии монооксида углерода, относящийся к производству технологических газов и который может быть использован при получении азотоводородной газовой смеси. В способе вместо раздельной подачи инертного газа и водорода через слой катализатора предлагают использовать продукты неполного сгорания природного газа, содержащие водород и обогащенные водным паром. Содержание монооксида углерода в инертном газе в процессе восстановления катализатора в пределах 0,1-10% регулируют расходом природного газа, подаваемого на горение. Удаление образующегося конденсата осуществляют в блоке охлаждения отходящих газов. Способ позволяет упростить технологию процесса и контроля за технологическими операциями. 2 з.п. ф-лы.

Формула изобретения

1. Способ восстановления катализатора низкотемпературной конверсии монооксида углерода при температуре 120 - 225°С путем раздельной подачи через слой катализатора инертного газа и водорода и отбора воды, образующейся в процессе восстановления, отличающийся тем, что в качестве инертного газа используют продукты неполного сгорания природного газа, содержащие водород и обогащенные водяным паром, восстановление катализатора проводят при постоянном давлении газа 30 - 60 кПа, а содержание монооксида углерода в инертном газе в процессе восстановления в пределах 0,1 - 10 % регулируют расходом природного газа, подаваемого на горение.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что удаление конденсата осуществляют в блоке охлаждения отходящих газов.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве инертного газа используют продукты неполного сгорания природного газа, образующиеся в процессе получения азотоводородной контролируемой атмосферы.

Описание изобретения к патенту

1. Объект техники.

Предлагаемое изобретение относится к производству технологических газов и может быть использовано для восстановления катализаторов низкотемпературной конверсии монооксида углерода, используемых, например, при получении азотоводородной газовой смеси для стекольной промышленности, металлургии, машиностроения и других отраслях.

2. Уровень техники.

Способ восстановления катализатора низкотемпературной конверсии монооксида углерода используют в различных технологических процессах, в частности при получении азототоводородной контролируемой атмосферы.

Производство азотоводородной газовой смеси включает следующие основные процессы: высокотемпературное неполное горение природного газа, низкотемпературную паровую конверсию монооксида углерода, охлаждение продуктов сгорания и отделения капельной влаги, короткоцикловую адсорбционную очистку продуктов сгорания от влаги и диоксида углерода.

Газовая смесь производится на азотоводородных установках с производительностью готового газа от 100 до 500 м3/час, каждая из которых состоит из следующих блоков: блок сжигания, блок конверсии, блок охлаждения, блок адсорбционной очистки и осушки.

Для повышения качества атмосферы за счет снижения содержания углеводородов при паровой конверсии монооксида углерода используется низкотемпературный цинк-хром-медный катализатор, рабочая температура которого находится в пределах 160-220oC, для обеспечения максимальной активности которого требуется тщательное его восстановление.

Известен способ восстановления низкотемпературного катализатора конверсии монооксида углерода /"Справочное руководство по катализаторам для производства аммиака и водорода" под редакцией В.П. Семенова, Л., Химия, 1973, стр. 205-206/. В соответствии с данным способом экзотермическое восстановление медьсодержащих катализаторов осуществляют по следующей схеме:

- продувают катализатор инвертным газом для удаления воздуха;

- нагревают катализатор в потоке инертного газа до 120oC со скоростью 50oC в час;

- пропускают инертный газ через катализатор с объемной скоростью около 600 час-1, постепенно добавляя водород до 0,5 мол%;

- увеличивают температуру в слое до 180oC со скоростью около 30oC в час;

- когда установится режим восстановления, увеличивают температуру до 200oC способ восстановления катализатора низкотемпературной   конверсии монооксида углерода, патент № 2175574 в течение одного часа;

- в течение трех часов увеличивают концентрацию водорода до 1,5%, к концу восстановления при данной концентрации водорода увеличивают температуру до 225oC;

- удаляют конденсат /воду/ в процессе восстановления;

- особое внимание уделяется фиксации количества водорода, израсходованного на восстановление /на 1 м3 катализатора/. Кроме того, проводят дополнительный контроль за процессом восстановления катализатора путем определения количества воды, уделяемой в процессе восстановления на 1 м3 катализатора;

- поднимают концентрацию водорода до 10% при температуре на входе 225oC.

Основными недостатками способа являются следующие: сложность осуществления процесса и контроля за технологическими операциями /необходимость раздельной подачи инертного газа и водорода, различная циклограмма их подачи, постоянный контроль скорости повышения температуры количества израсходованного на восстановление водорода и количества воды, образующейся при восстановлении/.

Также следует отметить высокие температуры в процессе восстановления.

3. Сущность изобретения.

В предлагаемом способе восстановления катализатора низкотемпературной конверсии монооксида углерода процесс восстановления осуществляют при постоянном давлении инертного газа, в качестве инертного газа используют продукты неполного сгорания природного газа, содержащие водород и обогощенные водяным паром, а удаление конденсатной воды осуществляют после процесса восстановления.

Восстановление катализатора осуществляют в конверторе путем подачи через слой катализатора продуктов неполного сгорания природного газа, содержащие водород, например, после камеры сжигания природного газа в процессе получения азотоводородной атмосферы на азотоводородных установках. Газовая смесь, обогащенная водяным паром, подается при постоянном давлении 30-60 кПа и температуре 160-180oC. Содержание оксида углерода постепенно повышается в процессе восстановления от 0,1% до 10%, т.е. отсутствует ступенчатое восстановление /по оксиду углерода/.

В процессе восстановления катализатора содержание водорода на выходе из конвертора должно устанавливаться приблизительно равным суммарному содержанию монооксида углерода и водорода на входе в конвертор. Содержание монооксида углерода в инертном газе в процессе восстановления в пределах 0,1-10% регулируют расходом природного газа, подаваемого на горение. Конденсат, образующийся при восстановлении катализатора удаляется отдельно в блоке охлаждения.

4. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Продукты неполного сгорания природного газа, образующиеся в процессе получения азотоводородной контролируемой атмосферы, с постоянным давлением 40-50 кПа, обогащенные водяным паром, и с постоянной температурой 160-180oC подаются в конвертор для восстановления цинк-хром-медного катализатора низкотемпературной конверсии монооксида углерода. Содержание в продуктах неполного сгорания природного газа монооксида углерода составляет от 0,1% с постепенным повышением до 10% при полном восстановлении катализатора, регулируется расходом природного газа, подающегося на горение в камеру сжигания. Во время восстановления конвертора, температура по зонам конвертора не должна превышать 240oC. При повышении температуры по зонам конвертора выше 240oC необходимо несколько понизить содержание монооксида углерода на входе в конвертор.

В процессе восстановления катализатора содержание водорода на выходе из конвертора должно устанавливаться приблизительно равным суммарному содержанию монооксида углерода и водорода на входе в конвертор. Для определения этого соотношения необходимо периодически делать анализы на хромотографе продуктов горения после конвертора.

Конденсат, образующийся при восстановлении, удаляют в блоке охлаждения отходящих газов.

Класс B01J23/94 катализаторов, содержащих металлы, оксиды или гидроксиды металлов группы железа или меди

регенерированный катализатор гидроочистки углеводородного сырья, способ регенерации дезактивированного катализатора и процесс гидроочистки углеводородного сырья -  патент 2484896 (20.06.2013)
способ получения катализатора для реформинга смолосодержащего газа, способ реформинга смолы и способ регенерации катализатора для реформинга смолосодержащего газа -  патент 2449833 (10.05.2012)
катализатор для производства углеводорода из синтез-газа, способ получения катализатора, способ регенерации катализатора и способ получения углеводорода из синтез-газа -  патент 2436627 (20.12.2011)
способ введения и регенерации кобальта в процессе гидроформилирования пропилена -  патент 2424224 (20.07.2011)
способ регенерации металлоксидных промышленных катализаторов органического синтеза -  патент 2414301 (20.03.2011)
способ изготовления носителя катализатора из отработанного катализатора -  патент 2409421 (20.01.2011)
способ переработки нефтяных остатков в дистиллятные фракции -  патент 2375412 (10.12.2009)
способ регенерации кобальта из кобальтового шлама -  патент 2363539 (10.08.2009)
способ восстановления активности катализаторов гидрогенизационных процессов -  патент 2358805 (20.06.2009)
способ активации катализатора гидроочистки -  патент 2351634 (10.04.2009)

Класс B01J23/92 катализаторов, содержащих металлы, оксиды или гидроксиды, отнесенные к рубрикам  23/02

способ переработки отработанного молибден-алюминийсодержащего катализатора -  патент 2466199 (10.11.2012)
способ регенерации катализатора для обработки отходящего газа и катализатор для обработки отходящего газа, полученный этим способом -  патент 2436628 (20.12.2011)
способ осуществляемой на транспортном средстве регенерации термически состаренных накопительных каталитических нейтрализаторов оксидов азота в транспортных средствах с двигателем внутреннего сгорания, работающим преимущественно на обедненных смесях -  патент 2429355 (20.09.2011)
способ реактивации катализатора для дегидрирования парафиновых углеводородов c10-c13 -  патент 2400299 (27.09.2010)
способ реактивации термически состарившихся каталитических нейтрализаторов-накопителей оксидов азота -  патент 2398632 (10.09.2010)
способ извлечения молибдена из продуктов каталитического эпоксидирования олефинов органическими гидропероксидами -  патент 2367609 (20.09.2009)
экстракционный способ удаления примесей из маточного раствора в синтезе карбоновой кислоты (варианты) -  патент 2347773 (27.02.2009)
экстракционный способ извлечения примесей из маточного раствора в синтезе карбоновой кислоты -  патент 2345980 (10.02.2009)
способ утилизации отработанного ртутьсодержащего катализатора -  патент 2285561 (20.10.2006)
новая фаза тригидроксида алюминия и изготовленные из нее катализаторы -  патент 2283284 (10.09.2006)

Класс B01J38/10 использование элементарного водорода

регенерация катализатора фишера-тропша путем его окисления и обработки смесью карбоната аммония, гидроксида аммония и воды -  патент 2522324 (10.07.2014)
катализаторы -  патент 2497590 (10.11.2013)
получение ароматических углеводородов из метана -  патент 2460581 (10.09.2012)
способ активации кобальтового катализатора синтеза фишера-тропша -  патент 2445161 (20.03.2012)
катализатор для производства углеводорода из синтез-газа, способ получения катализатора, способ регенерации катализатора и способ получения углеводорода из синтез-газа -  патент 2436627 (20.12.2011)
процесс гидрогенизации парафина и процесс получения топливной основы -  патент 2425092 (27.07.2011)
способ регенерации отработанного палладийсодержащего катализатора для гидрогенизации растительных масел и жиров -  патент 2394647 (20.07.2010)
способ получения ненасыщенных галогенсодержащих углеводородов, а также пригодное для этого устройство -  патент 2316533 (10.02.2008)
способ регенерации цинксодержащих цеолитных катализаторов превращения углеводородных фракций с концом кипения не выше 200с -  патент 2229337 (27.05.2004)
способ периодической регенерации водородом дезактивированного твердого катализатора алкилирования -  патент 2128549 (10.04.1999)
Наверх