Процесс очистки водорода от микропримесей кислорода с использованием алюмоникелевого катализатора
Patents
| Language: |
Русский |
| Type: |
Invention |
| Number |
RU 2855817 C1 |
| Request number: |
2025113281 |
| Request date: |
May 20, 2025 |
| patent.field.start_date: |
May 20, 2025 |
| Registration date: |
Feb 3, 2026 |
| patent.field.request_publication_date: |
|
| Authors |
Жужгов А.В.
,
Исупова Л.А.
,
Иванова Ю.А.
,
Марчук Е.А.
|
| Affiliations |
| 1 |
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук" (ИК СО РАН, Институт катализа СО РАН)
|
|
Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано при получении чистого и особо чистого газообразного водорода, а также при криогенном получении жидкого пара-водорода. Водород очищают от примесей кислорода в количестве 1,5-5000 ppm путем каталитического гидрирования при температуре 25-30°С, атмосферном давлении и объемной скорости подачи водорода 1800-9600 ч-1. Используют алюмоникелевый катализатор, представляющий собой фазы оксида никеля и твердого раствора никеля в оксиде алюминия, содержащий 15-70 мас. % никеля в пересчете на металл. Для получения указанного катализатора сначала проводят гидротермальную обработку водной суспензии рентгеноаморфного продукта термической активации гиббсита и раствора нитрата никеля при 150°С и соотношении Ж:Т = 3:1. Полученный гель сушат и прокаливают при 350-550°С. Удельная поверхность катализатора 90-240 м2/г, диапазон распределения пор по размерам 3-200 нм, общий объем пор 0,15-0,35 см3/г. Изобретение обеспечивает экологическую безопасность за счет исключения благородных металлов и хрома из состава катализатора и отсутствия вредных стоков. Степень конверсии кислорода зависит от содержания никеля в катализаторе и от объемной скорости подачи водорода. Например, при содержании не менее 30 мас. % никеля и объемной скорости подачи водорода 1800 ч-1 степень конверсии кислорода составляет не менее 99 %, а при увеличении объемной скорости подачи водорода до 9600 ч-1 степень конверсии кислорода уменьшается до 72 %, что соответствует требованиям к чистому водороду.
FIELD: chemical technology.
SUBSTANCE: invention can be used in the production of pure and extra pure gaseous hydrogen, as well as in cryogenic production of liquid para-hydrogen. Hydrogen is purified from oxygen impurities in the amount of 1.5-5000 ppm by catalytic hydrogenation at a temperature of 25-30°C, atmospheric pressure and a hydrogen feed volumetric velocity of 1800-9600 h-1. An aluminium-nickel catalyst is used, representing phases of nickel oxide and a solid solution of nickel in aluminium oxide, containing 15-70 mas.% nickel in terms of metal. To obtain the specified catalyst, hydrothermal treatment of an aqueous suspension of an X-ray amorphous product of thermal activation of gibbsite and a solution of nickel nitrate is first carried out at 150°C and a liquid-to-solid ratio of 3:1. The obtained gel is dried and calcined at 350-550°C. The
specific surface area of the catalyst is 90-240 m2/g, the pore size distribution range is 3-200 nm, the total pore volume is 0.15-0.35 cm3/g. At a nickel content of not less than 30 mas.% and a hydrogen feed space velocity of 1800 h-1, the degree of oxygen conversion is no less than 99%. Increasing the hydrogen space velocity to 9600 h-1 reduces the oxygen conversion to 72%, which complies with the specifications for pure hydrogen.
EFFECT: environmental safety due to the exclusion of noble metals and chromium from the catalyst composition and the absence of harmful effluents, as well as achievement of the required degree of oxygen conversion.