АНАЛИЗ КАТАЛИЗАТОРА СРЕДНЕТЕМПЕРАТУРНОЙ КОНВЕРСИИ МОНООКСИДА УГЛЕРОДА ВОДЯНЫМ ПАРОМ
Аннотация
Р
Работа посвящена исследованию железохромового катализатора, который используется на стадии среднетемпературной конверсии монооксида углерода водяным паром в крупнотоннажных производствах аммиака и водорода. В качестве объекта исследований выбран катализатор марки S, литературные данные по свойствам которого отсутствуют. При выполнении работы применялись такие методы исследований как рентгенофазовый, синхронный термический и лазерный анализ, сканирующая электронная спектроскопия, газовая хроматография, метод низкотемпературной адсорбции-десорбции азота. Показано, что в состав катализатора входят, кроме основных компонентов (Fe, Cr, Cu), промотирующие добавки (Ca, Mn) в виде соединений, находящихся в нанодисперсной рентгеноморфной фазе. Исследуемый катализатор имеет довольно развитую удельную поверхность, которая составляет 96,4 ± 0,5 м2/г. Путем обработки изотерм адсорбции-десорбции азота установлено, что в образце отсутствуют микро- и макропоры, а мезопоры имеют размеры от 3 до 15 нм. Каталитическая активность образца оценивалась по степени превращения CO на каталитической установке высокого давления ПКУ-2. Условия эксперимента были максимально приближены к промышленным: давление в реакторе составляло 2,2 МПа, интервал исследуемых температур 300-420 °С, объемная скорость газа 2500 ч-1. Максимальная степень превращения CO достигается при 360 °С и составляет 91%. Анализ парового конденсата, который образуется в процессе конверсии, выявил наличие в нем метилацетата, метанола, этанола, бутанола. Результаты выполненной работы могут быть использованы при разработке новых, более эффективных каталитических систем для процесса среднетемпературной конверсии монооксида углерода водяным паром.
Для цитирования:
Румянцев Р.Н., Лебедев М.А., Попов Д.С., Ильин А.А., Ужевская У.С., Ильин А.П. Анализ катализатора среднетемпературной конверсии монооксида углерода водяным паром. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 9-10. С. 83-88
Литература
Elman A.R., Batov A.E. Urea obtaining by СО and ammo-nia interaction Proc. of 5th Intern. Conf. on Env. Cat. Belfast University, UK. 31 Aug.-3 Sept. 2008. P. 184.
Vorokhobin I.S., Vyazenova I.A., Taranushich V.A. Technology for the production of phase-stabilized ammoni-um nitrate. Izv. vuzov. Sev.-Kav. Reg. Ser.: Tekh. Nauki. 2012. N 5. P. 102-105 (in Russian).
Ul'yanova E. V., Denisyuk A. P., E Zo Tve, Rusin D. L. Ballistic powder with ammonium nitrate. Usp. v Khim. i Khim. Tekhnol. 2011. V. 128. N 12. P. 30-34 (in Russian).
Nasyrov R.R., Daminev R.R. Method of processing of the main wastes of soda ash production. Bash. Khim. Zhurn.. 2008. V. 15. N 3. P. 95-100 (in Russian).
Vorob'ev N.I. Technology of bounded nitrogen and nitrogen fertilizers. Minsk: BGTU. 2011. 215 p. (in Russian).
Calko E.V., Mikheev A.A. Catalytic processes in the pro-duction of ammonia. Stage of conversion of carbon oxide (II). Vestn. KuzGTU. 2010. N 5. P. 126-128 (in Russian)
Mattos L.V., Jacobs G., Davis B.H., Noronha F.B. Pro-duction of hydrogen from ethanol: review of reaction mecha-nism and catalyst deactivation. Chem. Rev. 2012. V. 112. N 7. С. 4094-4123. DOI: 10.1021/cr2000114.
Il'in A. P, Il'in A.A., Smirnov N.N. Development of cata-lysts for the process of medium-temperature conversion of carbon monoxide in the production of ammonia. Ross. Khim. Zhurn. 2006. V. 50. N 3. P. 84-93 (in Russian).
Catalyst Catalog OJSC Angarsk Plant of Catalysts and Or-ganic Synthesis. Angarsk: AZKiOS. 2011. 66 p. (in Rus-sian).
Bykhalo E.A., Men'shikov V.V., Shchankina V.G. The iron oxide in the technology of iron-chrome catalyst conver-sion of CO with steam. Usp. v Khim. i Khim. Tekhnol. 2016. V. 171. N 2. P. 101-102 (in Russian).
Shpinel' E., Vinter M. S. Technology and catalysts of Top-soe for the production of hydrogen. Gazokhimiya. 2010. V. 11. N 1. P. 56-59 (in Russian).
Kurochkin V.Yu., Il'in A.A., Il'in A.P. Mechanochemical synthesis and catalytic properties of lead, copper and manga-nese ferrites. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2006. V. 49. N 5. P. 42-45 (in Russian).
Petrov I.Ya., Tryasunov B.G. Structure and catalytic prop-erties of deposited oxide-molybdenum, oxide-vanadium ox-ide and oxide chromium catalysts for the dehydrogenation of hydrocarbons. 17. Effect of alkaline promoters on the activity of supported oxide-nanadic catalysts. Vestn. KuzGTU. 2008. N 4. P. 71-81 (in Russian).
Kurochkin V.Yu., Il'in A.A, Il'in A.P. Regulation of activ-ity and selectivity of the catalyst for medium-temperature conversion of carbon monoxide. Sovremen. Naukoemk. Tekhnologii. 2007. N 2-3. P. 78-82 (in Russian).
Kadyanichiv A.Yu., Kalinichenko F.V., Danilova L.G. Method of preparation of the catalyst for the steam conver-sion of carbon monoxide and the catalyst for the steam con-version of carbon monoxide. RF Patent N 2170615. 2001. (in Russian).
Komova Z.V., Kalinchenko F.V., Korobka N.S. Iron-chromium catalyst preparation method (Options). RF Patent N 2275963. 2005. (in Russian).
Petrova E.M., Yunusova L.M., Bogacheva T.M., Kas'yanova L.Z., Ahmed'yanova R.A., Liakumovich A.G. Influence of the main component and promoters of the iron oxide catalyst on the process parameters of the second stage of isopentane dehydrogenation. Vestn. Kazan. Tekhnol. Un-ta. 2013. N 22. P. 191-194 (in Russian)
Il’in A.P., Smirnov N.N., Il’in A.A. Method of preparing catalyst for median-temperature carbon monoxide with water steam conversion. RF Patent N 2254922. 2005. (in Russian).
Il’in A.P., Smirnov N.N., Il’in A.A. Mechanochemical synthesis of calcium and copper ferrite catalysts for medium-temperature carbon monoxide conversion. Kinetika I Kataliz. 2006. V. 47. N 6. P. 1-6 (in Russian).
Greg S.J., Sing K.S.W. Adsorption, Surface Area, Porosity. New York: Academic Press. 1982. 313 p.
