Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ГЛУБОКОГО ОКИСЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ
КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ГЛУБОКОГО ОКИСЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ

КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ГЛУБОКОГО ОКИСЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Сущность изобретения: катализатор для глубокого окисления углеводородов содержит оксид железа или хромсодержащий твердый раствор на его основе и платину, нанесенные на волокнистый, например кремнеземный, носитель в виде мата при следующем соотношении компонентов, мас. %: оксид железа или хромсодержащий твердый раствор (Fe1-xCrx)2O3, где x - 0 - 0,2, 15 - 34; платина 0,006 - 0,10; носитель - остальное. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2054318
Класс(ы) патента: B01J23/80, B01D53/38
Номер заявки: 92007195/04
Дата подачи заявки: 20.11.1992
Дата публикации: 20.02.1996
Заявитель(и): Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН
Автор(ы): Зайниева И.Ж.; Кириченко О.А.; Чистяченко Т.В.; Исмагилов З.Р.
Патентообладатель(и): Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН
Описание изобретения: Изобретение относится к химии, в частности к катализаторам для глубокого окисления углеводородов, и может быть использовано в каталитических обогревателях, работающих на пропан-бутановой смеси или других углеводородах. Такие обогреватели найдут применение в различных отраслях народного хозяйства, а также в жилых помещениях.
Известны катализаторы для сжигания топлив, содержащие хромиты магния, меди, цинка на сферическом оксиде алюминия, но они не могут быть использованы в каталитических нагревателях с неподвижным слоем катализатора, работающих на газообразном топливе из-за высокой газопроницаемости слоя сферических гранул.
Для низкотемпературных каталитических газовых горелок предложено использовать катализатор, содеpжащий 0,1-3% родия на волокнистом носителе из Al2O3, ZrO2, TiO2, ThO2, силикатов алюминия и циркония. Недостатком этого катализатора является высокое содержание редкого и дорогого элемента Rh.
Известны катализаторы газоочистки, содержащие 0,4% Pt на стекловолокне, покрытом двухслойной подложкой из силикагеля и одного оксида из группы Al2O3, TiO2, ZrO2, MgO [1] Недостатком этого катализатора является многостадийность процесса приготовления (кислотная отмывка и прокаливание стекловолокна; пропитка кремнезолем, сушка, прокаливание; пропитка соединениями платины, сушка, прокаливание).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является катализатор в виде мата с низким гидродинамическим сопротивлением, содержащий 1-5 мас. Pt, нанесенной на подложку из Al2O3, осажденную в количестве до 12% на мат из кварцевых, керамических или металлических нитей [2] Катализатор готовят следующим образом: кварцевый волокнистый мат пропитывают коллоидным раствором, содержащим частицы одного из соединений из группы Al2O3, SiO2, ZrO2, TiO2. Затем подвергают термообработке при 340оС, пропитывают раствором коллоидной Pt, сушат, прокаливают при 600оС и восстанавливают при 500оС.
Недостатками этого катализатора являются высокая температура зажигания (140-162,5оС) и повышение ее в процессе работы (через 8 ч 170-200оС); высокое содержание Pt в катализаторе, многостадийность процесса приготовления, особенно трехкратная термообработка.
Задача, решаемая изобретением повышение активности катализатора при снижении содержания Pt. Для решения поставленной задачи предлагается катализатор для сжигания топлив, содержащий платину на волокнистом носителе с нанесенной подложкой из оксида железа или хромсодержащего твердого раствора на его основе (Fe1-xCrx)2O3 при следующем соотношении компонентов, мас. (Fe1-xCrx)2O3 (где х 0-0,2) 15-34 Pt 0,006-0,01 Носитель Остальное
Катализатор готовят путем пропитки волокнистого носителя (например, из стекловолокна) раствором хелатных соединений железа с последующим орошением его поверхности раствором платино-хлористоводородной кислоты, сушкой при комнатной температуре в течение 8-12 ч и прокаливанием на воздухе при 400оС 4 ч. В раствор соединений железа при необходимости добавляют нитрат хрома.
Отличительными признаками катализатора является содержание в качестве подложки Fe2O3 или твердого раствора (Fe1-xCrx)2O3 и существенное снижение содержания Pt по сравнению с известным катализатором.
Использование в качестве подложки (Fe1-xCrx)2O3 позволяет снизить температуру зажигания, содержание Pt и повысить стабильность катализатора. При концентрации Fe2O3 менее 15% и Pt менее 0,006% наблюдается проскок углеводородов и снижение рабочей температуры поверхности мата. Увеличение концентрации более 0,01% нецелесообразно, так как не влияет на показатели процесса. Верхний предел по концентрации (Fe1-xCrx)2O3 обусловлен ограниченными растворимостью соединений железа и водопоглощением мата. При более высоких концентрациях Cr в подложке (х > >0,2) снижается рабочая температура на поверхности мата.
Оценку каталитической активности катализаторов проводили на лабораторном стенде и в каталитическом обогревателе. При испытаниях замеряют время розжига, температуру зажигания и максимальную рабочую температуру на поверхности катализатора. Отходящие газы анализируют хроматографически на оксид углерода и углеводороды. Состав сжигаемого газа: пропан-бутан (бытовой газ). Основным критерием сравнения активности катализаторов служат время и температура розжига. Стабильность катализаторов проверяют по изменению перечисленных параметров при длительной эксплуатации. В таблице приведены результаты испытаний.
П р и м е р 1. Носитель из супертонкого стекловолокна в виде мата толщиной 15 мм пропитывают водным раствором лимонно-аммиачного железа (III), содержащим 43 мг/мл железа, удаляют избыток пропиточного раствора, орошением наносят 2 мл 1%-ного раствора платино-хлористоводородной кислоты. Мат сушат при комнатной температуре в течение 8-12 ч и прокаливают на воздухе при 400оС 4 ч. Получен катализатор состава, мас. платина 0,006; оксид железа (III) 15; носитель остальное. Результаты анализа и испытаний катализатора приведены в таблице.
Примеры 2, 3, 4 аналогичны примеру 1.
П р и м е р 5. Носитель в виде мата из супертонкого стекловолокна пропитывают раствором, содержащим 88 мг/мл железа и 20 мг/мл хрома. Удаляют избыток пропиточного раствора, затем мат сушат и прокаливают аналогично примеру 1. Результаты анализа и испытаний катализатора приведены в таблице.
Примеры 6, 7 аналогичны примеру 5, однако на пропитанный мат орошением наносят Pt-содержащий раствор аналогично примеру 1. Результаты анализа и испытаний приведены в таблице.
Примеры 8, 9, 10 даны для сравнения и описывают приготовление и испытания катализаторов с запредельными значениями содержания платины.
П р и м е р 11 описывает приготовление известного катализатора согласно [2] Мат из стекловолокна пропитывают коллоидным раствором, содержащим частицы оксида алюминия, и прокаливают при 340оС. Полученный таким образом носитель, содержащий 5% осажденного оксида алюминия, пропитывают раствором коллоидной платины. Далее его сушат и прокаливают при 600оС, восстанавливают при 500оС. Получают катализатор следующего состава, мас. платина 1; оксид алюминия 5; носитель остальное.
П р и м е р 12. Носитель в виде мата из супертонкого стекловолокна пропитывают раствором, содержащим 88 мг/мл железа и 5 мг/мл хрома. Удаляют избыток пропиточного раствора, затем мат сушат и прокаливают аналогично примеру 1. Результаты анализа и испытаний катализатора приведены в таблице.
П р и м е р 13. Аналогичен примеру 12, но содержание хрома в растворе 10 мг/мл.
П р и м е р 14. Аналогичен примеру 12, но содержание хрома в растворе 15 мг/мл.
П р и м е р 15. Носитель в виде мата из муллитокремнеземного фетра (МКРФ-100) пропитывают раствором, содержащим 88 мг/мл железа и 20 мг/мл хрома. Далее аналогично примеру 1.
П р и м е р 16. В качестве носителя используют плиты из кремнеземного волокна (КП-11). Далее аналогично примеру 15.
Результаты испытаний катализаторов приведены в таблице.
Формула изобретения: КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ГЛУБОКОГО ОКИСЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ, содержащий оксиды металлов и платину на волокнистом носителе, отличающийся тем, что в качестве оксида металла катализатор содержит оксид железа или хромсодержащий твердый раствор на его основе формулы (Fe1-xCrx)2O3, где x = 0 - 0,2, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Платина - 0,006 - 0,010
Оксид железа или хромсодержащий твердый раствор на его основе - 15,0 - 34,0
Носитель - Остальное