Катализатор синтеза аммиака, способ получения катализатора и способ синтеза аммиака
Патенты
| Язык: |
Русский |
| Тип: |
Патент на изобретение |
| Номер (11) |
RU 2130337 C1 |
| Номер заявки (21): |
98102089/04 |
| Дата подачи заявки (22): |
5 февр. 1998 г. |
| Дата начала отсчета срока действия патента (24): |
|
| Дата публикации патента (44,45,46): |
20 мая 1999 г. |
| Дата публикации заявки (43): |
|
| Авторы |
Носков А.С.
,
Добрынкин Н.М.
,
Цырульников П.Г.
,
Шитова Н.Б.
,
Полухина И.А.
,
Лихолобов В.А.
,
Мороз Б.Л.
,
Дуплякин В.К.
,
Савельева Г.Г.
,
Шур В.Б.
,
Юнусов С.М.
|
| Организации |
| 1 |
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
|
|
Изобретение относится к химической промышленности, а конкретнее к каталитически активным материалам, композициям, и может быть использовано как катализатор в процессах получения аммиака путем взаимодействия азота с водородом. Катализатор синтеза аммиака содержит: а) в качестве носителя - углеродный материал, представляющий собой трехмерную углеродную матрицу с объемом пор 0,2 - 1,7 см3/г, образованную ленточными слоями углерода толщиной 100-10000 Å и с радиусом кривизны 100-10000 Å, обладающую истинной плотностью 1,80-2,10 г/см3, рентгеновской плотностью 2.112-2.236 г/см3 и пористой структурой с распределением пор с максимумом в диапазоне 200-2000 Å или бипористой структурой с распределением пор с дополнительным максимумом в диапазоне 40-200 Å; б) 1-15 мас.% (в пересчете на металл) по меньшей мере одного из соединений щелочных и щелочноземельного металлов из ряда К, Cs, Ва; в) 1-8 мас.% (в пересчете на металл) по меньшей мере одного из соединений рутения; г) не более 7 мас.% кислорода. Способ получения кализатора синтеза аммиака включает последовательную пропитку углеродного носителя растворами соединений рутения, пропитку промотирующими соединениями щелочных и щелочноземельного металлов из группы К, Сs, Ва, восстановление катализатора, сушку, прокаливание, в качестве исходного соединения рутения используют растворы комплексных соединений рутения с моно- и преимущественно полидентантными азот- или кислородсодержащими лигандами; в качестве углеродного носителя используют материал, представляющий собой трехмерную углеродную матрицу с объемом пор 0,2-1,7 см3/г, образованную ленточными слоями углерода толщиной 100-10000 Å и с радиусом кривизны 100-10000 Å, обладающую истинной плотностью 1,80-2,10 г/см3, рентгеновской плотностью 2,112-2,236 г/см3 и пористой структурой с распределением пор с максимумом в диапазоне 200-2000 Å или бипористой структурой с распределением пор с дополнительным максимумом в диапазоне 3 40-200 Å, стадию восстановления проводят до содержания кислорода в катализаторе не более 7 мас.%. Способ синтеза аммиака, основанный на взаимодействии азота и водорода, осуществляют при повышенных температурах и давлениях с использованием рутениевого катализатора на углеродном носителе; катализатор содержит соединения рутения (1-8 мас.% в пересчете на металл), по крайней мере одно из соединений щелочных и щелочноземельного металлов из ряда К, Cs, Ва (1-15 мас.% в пересчете на металл) и не более 7 мас.% кислорода на углеродном носителе, осуществляют при давлении 0,6-30,0 МПа, температуре 300-500°C, объемных скоростях 1000-200000 ч-1. Технический результат состоит в получении катализатора аммиака, обладающего более высокой механической прочностью и каталитической активностью по сравнению с известными. Описываемый катализатор не пирофорен в условиях эксплуатации. 3 с. и 3 з.п.ф-лы, 2 табл.
FIELD: industrial inorganic synthesis.
SUBSTANCE: catalyst contains (i) carrier - carbon material constituting a three- dimensional carbon matrix with pore volume 0.2-1.7 cu.cm/g formed by tape carbon layers with thickness 100 to 10000 Å and radius of curvature 100 to 10000 Å possessing true density 1.80-2.10 g/cu.cm, x-ray density 2.112-2.236 g/cu.cm, and biporous structure with pore distribution having additional maximum within a range of 40 to 200 Å; (ii) 1 to 15% (based on metal weight) of at least one alkali or alkali- earth metal (K, Cs, Ba) compound; (iii) 1 to 8% (based on metal weight) of at least one ruthenium compound; and (iv) not more than 7% oxygen. Method of preparing catalyst includes successively impregnating carbon carrier with ruthenium compound solutions, impregnating with promoting alkali and alkali-earth metal compounds, reduction of catalyst, drying, and calcination. According to invention, initial ruthenium compound solutions are those of ruthenium compound complexes with mono- and, preferably, polydentate nitrogen- or oxygen-containing ligands; carbon carrier is a material constituting above-defined three-dimensional matrix; catalyst is reduced to content of oxygen in catalyst not higher than 7 wt %. Process of ammonia synthesis is based on nitrogen-hydrogen interaction at elevated temperatures and pressures on above-defined catalyst.
EFFECT: increased mechanical strength and activity of catalyst.
6 cl, 2 tbl, 24 ex