CZ20032150A3 - Trojrozměrné katalyzátorové pletivo pletené ve dvou nebo více vrstvách - Google Patents

Trojrozměrné katalyzátorové pletivo pletené ve dvou nebo více vrstvách Download PDF

Info

Publication number
CZ20032150A3
CZ20032150A3 CZ20032150A CZ20032150A CZ20032150A3 CZ 20032150 A3 CZ20032150 A3 CZ 20032150A3 CZ 20032150 A CZ20032150 A CZ 20032150A CZ 20032150 A CZ20032150 A CZ 20032150A CZ 20032150 A3 CZ20032150 A3 CZ 20032150A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
catalyst
mesh
fibers
meshes
rhodium
Prior art date
Application number
CZ20032150A
Other languages
English (en)
Inventor
Neumannájürgen
Königsádietmar
Stolláthomas
Gölitzeráhubertus
Original Assignee
Umicoreáagá@Áco@Ákg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=26008439&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CZ20032150(A3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Priority claimed from DE10105624A external-priority patent/DE10105624A1/de
Application filed by Umicoreáagá@Áco@Ákg filed Critical Umicoreáagá@Áco@Ákg
Publication of CZ20032150A3 publication Critical patent/CZ20032150A3/cs

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04BKNITTING
    • D04B1/00Weft knitting processes for the production of fabrics or articles not dependent on the use of particular machines; Fabrics or articles defined by such processes
    • D04B1/14Other fabrics or articles characterised primarily by the use of particular thread materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/248Reactors comprising multiple separated flow channels
    • B01J19/2495Net-type reactors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/46Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
    • B01J23/464Rhodium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/58Fabrics or filaments
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/20Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
    • C01B21/24Nitric oxide (NO)
    • C01B21/26Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia
    • C01B21/265Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia characterised by the catalyst
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01CAMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C3/00Cyanogen; Compounds thereof
    • C01C3/02Preparation, separation or purification of hydrogen cyanide
    • C01C3/0208Preparation in gaseous phase
    • C01C3/0212Preparation in gaseous phase from hydrocarbons and ammonia in the presence of oxygen, e.g. the Andrussow-process
    • C01C3/0216Preparation in gaseous phase from hydrocarbons and ammonia in the presence of oxygen, e.g. the Andrussow-process characterised by the catalyst used
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2101/00Inorganic fibres
    • D10B2101/20Metallic fibres
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2403/00Details of fabric structure established in the fabric forming process
    • D10B2403/02Cross-sectional features
    • D10B2403/021Lofty fabric with equidistantly spaced front and back plies, e.g. spacer fabrics
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2403/00Details of fabric structure established in the fabric forming process
    • D10B2403/02Cross-sectional features
    • D10B2403/024Fabric incorporating additional compounds
    • D10B2403/0242Fabric incorporating additional compounds enhancing chemical properties

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Knitting Of Fabric (AREA)

Description

Oblast techniky
Vynález se týká katalyzátorových pletiv. Konkrétněji se týká trojrozměrných katalyzátorových pletiv, která mohou být použita při reakcích v plynné fázi.
Dosavadní stav techniky
Reakce v plynné fázi katalyzované vzácnými kovy, jako například oxidace amoniaku atmosférickým kyslíkem při výrobě kyseliny dusičné (Ostwaldův proces) nebo reakce amoniaku s methanem v přítomnosti kyslíku pro výrobu kyseliny kyanovodíkové (Andrussowův proces) jsou průmyslově významné již dlouhou dobu. Tyto heterogenně katalyzované reakce v plynné fázi poskytují základní chemikálie pro chemický průmysl a pro výrobu umělých hnojiv.
Tyto reakce typicky probíhají na nebo v prostorové struktuře z katalyzátoru z vzácného kovu, propustné pro plyn. Jako katalyzátory se při těchto reakcích používají pletiva ve formě tkanin nebo pletenin z jemných drátů ze vzácných kovů, tzv. katalyzátorová pletiva. Obvykle se drátky ze vzácných kovů v těchto katalyzátorových pletivech vyrábí převážně z platiny, rhodia nebo ze slitin těchto kovů s jinými vzácnými nebo obecnými kovy. Typické přitom jsou slitiny platina-rhodium se 4 až 12 % hmotn. rhodia a slitiny platina-paladium-rhodium se 4 až 12 % hmotn. paladia a rhodia. Mohou být použity také slitiny paladium-nikl se 2 až 15 % hmotn. niklu, slitiny paladium-měď se 2 až 15 % hmotn.
• · ·· · · ·» · • · · · · · · · • · · © «··· « · · · · · · ·····
-2mědi a slitiny paladium-nikl-měď se 2 až 15 % hmotn. niklu a mědi.
Katalyzátorová pletiva jsou typicky uspořádána v reakčni zóně průtočného reaktoru v rovině kolmé ke směru prouděni plynné směsi. Mohou být uspořádána také kuželovité. Dále může být uspořádáno několik pletiv v sérii, jedno za druhým, a spojeno pro vytvořeni tzv. katalyzátorové náplně. Obvykle jsou s katalyzátorovou náplni spojena pletiva pro zachycováni platiny, tzv. getrová pletiva, uspořádaná po proudu za příslušným katalyzátorovým pletivem. Getrová pletiva slouží ke zpětnému získávání platiny a rhodia, konvektivně unášených z katalyzátorového pletiva ve formě plynných oxidů s reakčním plynem. Tato getrová pletiva jsou obvykle vyrobena z drátů z paladia nebo jeho slitin. Použití katalyzátorových náplní a getrových pletiv je odborníkovi dobře známo.
Obr. 1 představuje reaktor pro katalytickou oxidaci amoniaku s katalyzátorovou náplní a getrovým pletivem. Na tomto obrázku je v reakční zóně 2. průtočného reaktoru 1^ v rovině kolmé ke směru proudění uspořádána katalyzátorová náplň 3, která sestává z několika katalyzátorových pletiv 4_ v sérii a za nimi uspořádaných getrových pletiv 5. Směs 6 amoniaku a vzdušného kyslíku (s obsahem amoniaku 9 až 13 % obj.) proudí skrze katalyzátorovou náplň pod atmosférickým nebo zvýšeným tlakem. V oblasti vstupu nastává vznícení plynné směsi, a v celé katalyzátorové náplni probíhá spalovací reakce za vzniku směsi 7 oxidu dusnatého NO a vody.. NO ve vystupující plynné směsi Ί_ následně reaguje s přebytkem atmosférického kyslíku za vzniku N02 _8, který v následné absorpci 9 ve vodě tvoří kyselinu dusičnou. Ta může být použita například pro výrobu umělých hnojiv.
Tkaná i pletená katalyzátorová pletiva ze vzácných kovů jsou odborníkovi v oboru dobře známa. Pletená katalyzátorová • · · · 4 « fc • ·
4 4
-3 použití techniky plochého známa, je možno pletená možnost vysoké tloušťku drátů a pletiva ze vzácných kovů však mají četné výhody proti tkaným katalyzátorovým pletivům, a z toho důvodu se jim pro průmyslové použití v současné době dává přednost. Za prvé, katalyzátorové pleteniny je možno levněji vyrobit, neboť při technice pletení jsou potřebné kratší přípravné časy než při technice tkaní. To má za následek značně snížené množství vzácných kovů, které jsou vázány ve výrobě. Například za pletení, která je odborníkovi pletiva vyrobit individuálně, upravená na konkrétní tvary a rozměry. Naproti tomu, tkaná pletiva se musí řezat z hotové tkaniny, což vytváří drahý odpad. Technika pletení také nabízí flexibility pokud jde o vzor pletení, výslednou hmotnost na jednotku plochy. Za druhé, katalyticky účinnější produkt je možno vyrobit za použití pletených katalyzátorových pletenin také proto, že je možno vytvarovat trojrozměrně pletená katalyzátorová pletiva. Tato katalytická pletiva se ukázala účinnějšími v důsledku jejich komplexnější prostorové struktury. To platí zejména pro trojrozměrná katalyzátorová pletiva pletená ve dvou nebo více vrstvách, která jsou popsána v EP 0 680 767, a ve kterých jsou oka jednotlivých vrstev vzájemně spojena vlasovými vlákny.
Nicméně nadále existuje u takovýchto trojrozměrně pletených katalyzátorových pletiv potřeba zlepšení pokud jde o jejich katalytickou aktivitu, selektivitu katalyzované reakce, množství použitého vzácného kovu, mechanickou pevnost, životnost a nevyhnutelné ztráty vzácného kovu. Kromě těchto ekonomických požadavků vyvstává požadavek ekologičtějšího procesu šetrného vůči životnímu prostředí. Jinými slovy, je požadováno snížit emise N2O z katalyzátorových pletiv. Pro dosažení úplné konverze amoniaku je nezbytná dostatečná doba zdržení reakčního plynu v katalyzátorové náplni a odpovídající porozita
-4 katalyzátorové náplně. Úplná konverze amoniaku v Ostwaldově procesu je absolutně nezbytná, neboť jestliže nezreagovaný amoniak prochází skrze katalyzátorovou náplň, mohou vznikat dusitany a dusičnany amonné, které představují riziko výbuchu. Kromě toho musí být zajištěna mechanická stabilita katalyzátorových pletiv s ohledem na jejich životnost.
Na základě těchto základních požadavků na katalyzátorová pletiva a katalyzátorové náplně existuje minimální počet katalyzátorových pletiv a minimální tloušťka jejich drátů, které určují minimální množství použitého vzácného kovu. Hmotnost ne jednotku plochy pletiva však nemůže být libovolně snížena, například zmenšením tloušťky drátu, neboť to by mělo nepříznivý efekt na mechanickou pevnost a životnost pletiva. Zmenšení zpracovávané délky drátu by mělo u katalyzátorových pletiv, která se dnes používají, za následek zvětšení šířky oka katalyzátorového pletiva, čímž by se opět zvýšil podíl nezreagovaného amoniaku prošlého vrstvou tohoto pletiva. Snížená reaktivita takovéhoto pletiva by dále vedla ke zvýšené tvorbě N20, zejména ve fázi najíždění reaktoru.
Předložený vynálezu je tedy založen na úkolu dále zvýšit katalytickou aktivitu a účinnost katalyzátorových pletiv ze vzácných kovů pro reakce v plynné fázi tak, aby bylo možno vystačit s menším celkovým množstvím použitého vzácného kovu, například snížením počtu pletiv a/nebo délky zpracovaného drátu v katalyzátorovém pletivu a/nebo tloušťky jeho drátu, aniž bylo nutno akceptovat nevýhody pokud jde výtěžek a selektivitu reakce v plynné fázi, mechanickou pevnost a životnost pletiv, a nevyhnutelné ztráty vzácného kovu.
ΦΦΦΦΦ φ e Φ ΦΦ · ♦ · Φ Φ Φ «· · Φ Φ « · φφφ · «Φ · « φφφ φ φ φφ φφφφφ
-5 φφφ φφ <> «φφ φφ φ
Podstata vynálezu
Předložený vynález poskytuje troj rozměrná katalyzátorová pletiva pro reakce v plynné fázi pletená ze dvou nebo více vrstev drátů ze vzácného kovu, ve kterých jsou mezi sítěmi ok vložena útková vlákna. Sítě ok jsou s výhodou spojeny vlasovými vlákny.
Podle jednoho provedení, vynález poskytuje katalyzátorové pletivo sestávající z
a) množství sítí ok,
b) vlasových vláken, která spojují alespoň dvě sítě ok navzájem, a
c) útkových vláken, která jsou umístěna mezi alespoň dvěma sítěmi ok, které jsou spojeny uvedenými vlasovými vlákny.
Podle tohoto provedení vynálezu sítě ok, vlasová vlákna a útkové vrstvy všechny sestávají z drátů vyrobených ze vzácných kovů, které je možno označovat jako dráty ze vzácných kovů.
Předložený vynález také poskytuje způsoby výroby výše uvedených katalyzátorových pletiv a způsoby použití těchto pletiv.
Přehled obrázků na výkresech
Obr. 1 představuje reaktor pro katalytickou oxidaci amoniaku.
Obr. 2 představuje řez pleteným katalyzátorovým pletivem podle jednoho provedení vynálezu.
·<· «· ·
Podrobný popis
Předložený vynález se týká trojrozměrných katalyzátorových pletiv pro reakce v plynné fázi, pletených ve dvou nebo vice vrstvách z drátů ze vzácného kovu. Jednotlivé vrstvy sestávají ze sítí ok, které jsou navzájem spojeny vlasovými vlákny, a útkových vláken, vložených mezi sítěmi ok. Pojem síť ok znamená síť pletenou z drátů ze vzácného kovu.
Předložený vynález bude dále popsán za pomoci výhodných provedení. Tato provedení jsou popsána na podporu srozumitelnosti předloženého vynálezu a nemůže z nich být vyvozováno žádné omezení vynálezu. Všechny alternativy, modifikace a ekvivalenty, které mohou být odborníkovi zřejmé po přečtení popisu, jsou zahrnuty v myšlence a spadají do rozsahu předloženého vynálezu. Tento popis nemá být pojednáním o katalyzátorech. Pro další informaci v této oblasti, pokud je třeba, odkazujeme na vhodné dostupné texty.
Základní struktura katalyzátorových pletiv podle předloženého vynálezu odpovídá trojrozměrným katalyzátorovým pletivům, pletených ve dvou nebo více vrstvách popsaných v EP 0 680 767, který se zde odkazem zahrnuje.
V těchto pletivech jsou jednotlivé sítě ok, které sestávají ze vláken ok, navzájem spojeny vlasovými vlákny. Může být uspořádáno až deset vlasových vláken na oko, přičemž vlasová vlákna jsou uspořádána v úhlu 0° až 50° ke směru proudění reakčních plynů (to znamená v úhlu 90° až 40° k rovině pletiva) . Vlasová vlákna mají typicky délku 1 až asi 10 mm. Odpovídající dvouvrstvé pleteniny mají tloušťku asi 1,0 mm až asi 3,0 mm, a hmotnost na jednotku plochy asi 1000 až 3000 g/m2. Podle vynálezu jsou navzájem spojeny
-7 ♦ · < Λ ·
9 9 9
9 9 9 9
9 9 9
Κ· «·· alespoň dvě sítě ok, avšak může být spojeno v sérii více vrstev ok než dvě.
Mezí sítěmi ok jsou umístěna útková vlákna. Útková vlákna mohou být vložena mezi sítěmi ok v několika rovinách. Způsoby vkládání útkových vláken jsou odborníkovi v oboru dobře známy. Útková vlákna jsou s výhodou uspořádána přibližně ve středu mezi dvěma sítěmi ok, a jsou zpravidla v rovinách uspořádána jednosměrně. S výhodou jsou uspořádána navzájem přibližně paralelně ve směru kolmém ke směru ok sítě. Dále, útková vlákna jsou s výhodou vložena do vlasových vláken, která spojují sítě ok a fixována těmito vlasovými vlákny. Útková vlákna mohou být také vytvořena jako vícedrátová.
Pletená katalyzátorová pletiva podle .vynálezu zpravidla mají počet útkových vláken na oko, který odpovídá jejich vlastnostem. Výhodný počet pro konkrétní katalytické pletivo a jeho aplikaci může odborník stanovit po přečtení tohoto popisu.
Útková vlákna jsou vytvořena z téhož typu drátového materiálu jako síť a vlasová vlákna, totiž s výhodou ze slitiny platina-rhodium s asi 4 až asi 12 % hmotn. rhodia a slitiny platina-paladium-rhodium s asi 4 až asi 12 % hmotn. paladia a rhodia. Typické jsou slitiny PtRh5, PtRh8 a PtRhlO.
S výhodou se pro pletení pletiv podle vynálezu použijí dráty, které mají průměr asi 0,05 mm až asi 0,120 mm, pevnost v tahu asi 900 až asi 1050 N/mm2 a mez tažnosti 0,5 až 3 %. Výroba drátů z příslušných slitin vzácných kovů lineárním tažením za studená je odborníkovi známa. Takovéto dráty mohou být zpracovány bez pomocných látek na plochém pletacím stroji podle EP 0 504 723, která se zde odkazem začleňuje.
ΦΦ φ * φ
-8Φ φ « · φ · *
ΦΦ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φφφφ »♦» φ φ φ» φ · » φφφφ· •» φ
V pletených katalyzátorových pletivech podle předloženého vynálezu mohou mít vlákna ok, vlasová vlákna a útková vlákna různé tloušťky. Typicky, navzájem nezávisle, vlákna ok mají průměry drátů asi 0,06 mm až asi 0,092 mm, vlasová vlákna mají průměr asi 0,06 až asi 0,092 mm a útková vlákna mají průměr asi 0,06 až asi 0,092 mm.
V pletených katalyzátorových pletivech podle vynálezu může být tloušťka vláken ok, vlasových vláken a útkových vláken zmenšena na minimální tloušťku o až 15 %. Délka zpracovaného drátu vláken ok a vlasových vláken může být zmenšena až o 50 %. Z množství uspořeného vzácného kovu je alespoň 40 % vloženo do katalyzátorového pletiva ve formě útkových vláken. Nevznikají nevýhody pokud jde o výtěžek a selektivitu reakce v plynné fázi, mechanickou pevnost, životnost pletiva a nevyhnutelné ztráty vzácného kovu.
Pletená katalyzátorová pletiva vytvořená podle vynálezu mohou být vyrobena na komerčně dostupném plochém pletacím stroji (např. CSM 440 TC od firmy Stolí, Reutlingen) vedením vodiče útkového vlákna mezi vodiči vlákna ok a vodiči vlasového vlákna. Podle EP 0 504 723 je nastavení plochého pletacího stroje s výhodou mezi asi 3,63 až asi ,81 mm pokud jde o rozteč a mezi 2 až 6 mm pokud jde o délku oka.
Obr. 2 představuje ve zvětšeném řezu pletené katalyzátzorové pletivo podle vynálezu. Na obrázku jsou pro vizuální ilustraci struktury geometrie pletiva vlasová a útková vlákna znázorněna jako dráty s větší tloušťkou než vlákna ok. Tento obrázek znázorňuje katalyzátorové pletivo ze dvou vrstev 2_, 3_ ok, spojených navzájem vlasovými vlákny 1, do kterých jsou vloženy útkové dráty 4_ uspořádané navzájem přibližně paralelně jako jednotlivé dráty přibližně uprostřed mezi sítěmi 2, 3 ok. Útkové dráty 4_ jsou fixovány v bodech 5 křížení vlasových vláken 1 a tvoří další
-9• ΦΦΦ · φ · φ · · φ φ φ · φ φφφ • φφ · φφφφ ♦ΦΦ φ φ φφ φφφφφ
ΦΦΦΦ· φφφ φφφ · · φφφ ·· φ katalyticky aktivní rovinu přibližně uprostřed mezi sítěmi 2, 3 ok.
Prostřednictvím zavedení útkových drátů je na vzájemně se křížících vlasových vláknech vložena do trojrozměrné prostorové struktury pleteniny přídavná hustá rovina drátů ze vzácného kovu, čímž je zvýšena reakční rychlost katalyzátorového pletiva. Útkové dráty jsou fixovány vzájemně se křížícími vlasovými vlákny,. takže není třeba žádná další stabilizace těchto drátů spojováním prostřednictví vytváření ok. Ve srovnání s odpovídajícím katalyzátorovým pletivem, které je strukturováno v jedné vrstvě, obsahuje díky rovině tvořené útkovými dráty značně menší množství vzácného kovu.
Bylo zjištěno, že pletená katalyzátorová pletiva podle vynálezu mají značně vyšší katalytickou aktivitu než konvenční trojrozměrná katalyzátorová pletiva pletená ve dvou nebo více vrstvách (odpovídající EP 0 680 767), ve kterých nejsou vložena útková vlákna. Reakce v plynné fázi tak může být prováděna a menším počtem vrstev katalyzátorového pletiva v katalyzátorové náplni a/nebo s pletivy vyrobenými z drátů ze vzácného kovu s kratší zpracovací délkou nebo menší tloušťkou, v závislosti na tom, zda se reakce provádí za atmosférického tlaku nebo za vyššího tlaku. To má za výsledek značně menší celkové množství použitého vzácného kovu. Množství použitého vzácného kovu se sníží o asi 15 až asi 30 %.
Výhodná povaha katalyzátorových pletiv podle předloženého vynálezu se projevuje také pokud jde zapalovací vlastnosti katalyzátorové náplně při kritické fázi najíždění reaktoru. V důsledku vyšší katalytické aktivity je zapalovací teplota snížena, typicky o asi 20 až asi 30 °C, a je tak značně rychleji dosaženo provozní teploty katalyzátorové náplně asi 800 až asi 950 °C. Doba potřebná
-10pro dosažení stabilní reakce je typicky snížena o asi 20 až asi 50 %. Emise N20, zejména ve fázi najíždění reakce, je tak snížena v průměru o asi 15 až asi 30 %, a výtěžek produktu je příslušně zvýšen.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Výzkumný reaktor pro oxidaci amoniaku byl provozován za podmínek typických pro středotlaké zařízení (tlak 4,0 bar, provozní teplota 860 °C, prosazení amoniaku 0,12 m3/h) vždy s katalyzátorovou náplní o průměru 12 mm s následujícími konfiguracemi.
(a) Obvyklá kombinace (podle dosavadního stavu techniky):
tři katalyzátorová pletiva pletená v jedné vrstvě z PtRh8, tloušťka drátu 0,076 mm, hmotnost na jednotku plochy 600 g/m2 jedno katalyzátorové pletivo pletené ve dvou vrstvách z PtRh8, tloušťka drátu vláken ok i vlasových vláken 0,076 mm, tloušťka pletiva 2,5 mm, hmotnost na jednotku plochy 1800 g/m2 (b) Modifikovaná kombinace (podle vynálezu):
tři katalyzátorová pletiva pletená v jedné vrstvě z PtRh8, tloušťka drátu 0,076 mm, hmotnost na jednotku plochy 600 g/m2 jedno katalyzátorové pletivo pole vynálezu pletené ve dvou vrstvách z PtRh8, tloušťka drátu vláken ok, vlasových vláken i útkových vláken 0,076 mm, tloušťka pletiva 2,5 mm, hmotnost na jednotku plochy 1800 g/m2 • 9 9 9
9 • 9 9 9 9 «
9 9 9
9 9 9 9 • 9 9 9 9 •999· ·9 9
9 · 9
9 99 9 9
Zapalovací teplota katalyzátorové náplně modifikované podle vynálezu je 230 °C a tedy o 20 až .30 °C nižší než u konvenční katalyzátorové náplně. Ve fázi najíždění katalyzátorové náplně modifikované podle vynálezu jsou emise N2O sníženy o 20%. V obou případech se provozní teplota ustaví téměř bezprostředně po zapálení. Zatímco S katalyzátorovým pletivem podle vynálezu je dosaženo stacionárního stavu s konstantním rozdělením produktu po dosažení pracovní teploty, s konvenční katalyzátorovou náplní je toho dosaženo teprve po 0,5 až 3,5 hodinách.
Příklad 2
Průmyslový reaktor pro oxidaci amoniaku byl provozován za podmínek typických pro středotlaké zařízení (tlak 6,3 bar, provozní teplota 895 °C, prosazení amoniaku 5121 m3/h) vždy s katalyzátorovou náplní o průměru 1700 mm s následujícími konfiguracemi.
(a) Obvyklá kombinace (podle dosavadního stavu techniky):
tři katalyzátorová pletiva pletená v jedné vrstvě z PtRh5, tloušťka drátu 0,076 mm, hmotnost na jednotku plochy 600 g/m2 čtyři katalyzátorová pletiva pletená ve dvou vrstvách z PtRh5, tloušťka drátu 0,076 mm, hmotnost na jednotku plochy 1800 g/m2 celková hmotnost zabudovaného vzácného kovu byla
0,5 kg (b) Modifikovaná kombinace (podle vynálezu):
dvě katalyzátorová pletiva pletená v jedné vrstvě z PtRh5, tloušťka drátu 0,076 mm, hmotnost na jednotku plochy 600 g/m2 fcfc · · * fcfc « ·· fc fc · ·« fc*· « · fc·· fcfcfcfc • fcfcfc · · fcfc fcfcfc·· fcfc···· fcfcfc • fcfc fcfc «· fcfcfc fcfc fc tři katalyzátorová pletiva pletená ve dvou vrstvách z PtRh5, tloušťka drátu 0,076 mm, hmotnost na jednotku plochy 1800 g/m2 jedno katalyzátorové pletivo pole vynálezu pletené ve dvou vrstvách z PtRh5, tloušťka drátu vláken ok, vlasových vláken i útkových vláken 0,060 mm, tloušťka pletiva 2,5 mm, hmotnost na jednotku plochy 1800 g/m2 celková hmotnost zabudovaného vzácného kovu byla
16,5 kg
Katalyzátorová náplň podle vynálezu obsahuje celkem šest katalyzátorových pletiv, z nichž jedno je katalyzátorové pletivo podle vynálezu pletené ve dvou vrstvách s útkovými vlákny. Konvenční katalyzátorová náplň se srovnatelnou účinností obsahuje sedm pletiv, z nichž tři jsou katalyzátorová pletiva pletená v jedné vrstvě a čtyři jsou katalyzátorová pletiva pletená ve dvou vrstvách (podle EP 0 680 7 67) . Katalyzátorová pletiva podle vynálezu vedou ke snížení celkového množství použitého vzácného kovu o 20 % z 20,5 kg 16,5 kg.
Snížení množství použitého vzácného . kovu pomocí katalyzátorového pletiva podle vynálezu pleteného ve dvou vrstvách je dáno následujícími příspěvky.
Jedno katalyzátorové pletivo pletené v jedné vrstvě s tloušťkou drátu 0,076 mm a hmotností na jednotku plochy 600 g/m2 a jedno katalyzátorové pletivo pletené konvenčním způsobem ve dvou vrstvách s tloušťkou drátu 0,076 mm a hmotností na jednotku plochy 1800 g/m2 bylo nahrazeno jedním katalyzátorovým pletivem pole vynálezu pleteným ve dvou vrstvách s tloušťkou drátu 0,060 mm a hmotností na jednotku plochy 1600 g/m2. Hmotnost je snížena o 1,816 kg (33 %) , přičemž 1,362 kg (75 %) snížení hmotnosti lze přičíst
- 13 • ·♦ • · φ φφφ ♦ φ φφφ φ φφφ
zmenšení počtu pletiv v katalyzátorové náplni a 0,454 kg (25 %) lze přičíst zmenšení tloušťky drátu v katalyzátorovém pletivu podle vynálezu, pleteném ve dvou vrstvách.
Další úspora 2,184 kg z celé katalyzátorové náplně byla dána zmenšením tloušťky drátu a hmotnosti na jednotku plochy dvou ze tří použitých konvenčních katalyzátorových dvouvrstvých pletiv.
Zapalovací teplota katalyzátorové náplně nemůže být v tomto zařízení měřena. Provozní teploty bylo dosaženo přibližně za 2 minuty. To je asi 60 % doby najíždění potřebné s konvenční katalyzátorovou náplní. Konverze amoniaku byla po dosažení provozní teploty v obou případech úplná.
Po čtyřech týdnech provozu s katalyzátorovými pletivy podle vynálezu bylo dosaženo stabilního, o 1 % zvýšeného výtěžku.
*<»· • · • · • · ♦ • ···· *· 9 99 99 9 ?ί/ Λνοί - 21ěd ί / y
PATENTOVÉ N [ÁROKY
1. vlákna. Pletené katalyzátorové pletivo obsahující útková
2. Pletené katalyzátorové pletivo podle nároku 1,
dále obsahující alespoň dvě sítě ok, přičemž uvedená útková

Claims (19)

  1. ί / y
    PATENTOVÉ N [ÁROKY 1. vlákna. Pletené katalyzátorové pletivo obsahující útková 2. Pletené katalyzátorové pletivo podle nároku 1, dále obsahující alespoň dvě sítě ok, přičemž uvedená útková
    vlákna jsou umístěna mezi uvedenými sítěmi ok.
  2. 3. Pletené katalyzátorové pletivo podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedená útková vlákna sestávají z drátů ze vzácných kovů.
  3. 4. Katalyzátorové pletivo sestávající z
    a) množství sítí ok,
    b) vlasových vláken, která spojují alespoň dvě sítě ok navzájem, a
    c) útkových vláken, která jsou umístěna mezi alespoň dvěma sítěmi ok, které jsou spojeny uvedenými vlasovými vlákny.
  4. 5. Katalyzátorové pletivo podle nároku 4, vyznačující se tím, že útková vlákna jsou vložena mezí sítěmi ok ve více než jedné rovině.
  5. 6. Katalyzátorové pletivo podle nároku 4, vyznačující se tím, že útková vlákna jsou uspořádána přibližně uprostřed mezi dvěma sítěmi ok.
  6. 7. Katalyzátorové pletivo podle nároku 4, vyznačující se tím, že útková vlákna jsou uspořádána navzájem přibližně paralelně, ve směru kolmém ke směru ok ve sítích ok.
    - 15 • * · · • · ···· • · · • · ·
  7. 8. Katalyzátorové pletivo podle nároku 4, vyznačující se tím, že útková vlákna jsou vložena mezi vlasovými vlákny.
  8. 9. Katalyzátorové pletivo podle nároku 4, vyznačující se tím, že vlákna ok mají průměry drátu asi 0,06 mm až asi 0,092 mm, vlasová vlákna mají průměr drátu asi 0,06 až asi 0,092 mm a útková vlákna mají průměr drátu asi 0,06 až asi 0,092 mm.
  9. 10. Katalyzátorové pletivo podle nároku 4, vyznačující se tím, že je uspořádáno až deset vlasových vláken na oko, přičemž vlasová vlákna jsou uspořádána v úhlu 0° až 50° ke směru proudění reakčních plynů.
  10. 11. Katalyzátorové pletivo podle nároku 4, vyznačující se tím, že tloušťka dvou sítí ok je asi 1,0 mm až asi 3,0 mm a hmotnost na jednotku plochy je asi 1000 až 3000 g/m2.
  11. 12. Katalyzátorové pletivo podle nároku 4, vyznačující se tím, že sítě ok sestávají z vláken ok ze slitiny platinarhodium se 4 až 12 % hmotn. rhodia nebo ze slitiny platinapaladium-rhodium se 4 až 12 % hmotn. paladia a rhodia.
  12. 13. Katalyzátorové pletivo podle nároku 4, vyznačující se tím, že vlasová vlákna sestávají ze slitiny platinarhodíum se 4 až 12 % hmotn. rhodia nebo ze slitiny platinapaladium-rhodium se 4 až 12 % hmotn. paladia a rhodia.
  13. 14. Katalyzátorové pletivo podle nároku 4, vyznačující se tím, že útková vlákna sestávají ze slitiny platinarhodium se 4 až 12 % hmotn. rhodia nebo ze slitiny platinapaladium-rhodium se 4 až 12 % hmotn. paladia a rhodia.
  14. 15. Způsob výroby trojrozměrného katalyzátorového pletiva obsahujícího pletené dráty ze vzácného kovu ve dvou
    - 16• ···· ·· » · ·· · ♦ · ·· · · · • · ♦ · ♦ «··· • * ♦ · · · · · · ···φ ······ · · · ··· ·· ·* ·»· φ· · nebo více vrstvách na plochém pletacím stroji, vyznačující se tím, že vodič útkového vlákna se vede mezi vodiči vlákna ok a vodiči vlasového vlákna.
  15. 16. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že uvedené dráty mají průměr asi 0,05 mm až asi 0,120 mm, pevnost v tahu asi 900 až asi 1050 N/mm2 a mez tažnosti 0,5 až 3 %.
  16. 17. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že nastavení plochého pletacího stroje je mezi asi 3,63 až asi 1,81 mm pokud jde o rozteč a mezi 2 až 6 mm pokud jde o délku oka.
  17. 18. Způsob použití katalyzátorového pletiva podle nároku 1 pro heterogenně katalyzovanou reakci v plynné fázi.
  18. 19. Způsob použití katalyzátorového pletiva podle, nároku 1 pro oxidaci amoniaku atmosférickým kyslíkem pro výrobu kyseliny dusičné v přítomnosti uvedeného katalyzátorového pletiva.
  19. 20. Způsob použití katalyzátorového pletiva podle nároku 1 pro reakci amoniaku s methanem v přítomnosti kyslíku pro výrobu kyseliny kyanovodíkové v přítomnosti uvedeného katalyzátorového pletiva.
CZ20032150A 2001-02-08 2002-02-08 Trojrozměrné katalyzátorové pletivo pletené ve dvou nebo více vrstvách CZ20032150A3 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10105624A DE10105624A1 (de) 2001-02-08 2001-02-08 Dreidimensionale, zwei-oder mehrlagig gestrickte Katalysatormetze für Gasreaktionen
US26871801P 2001-02-15 2001-02-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ20032150A3 true CZ20032150A3 (cs) 2004-05-12

Family

ID=26008439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20032150A CZ20032150A3 (cs) 2001-02-08 2002-02-08 Trojrozměrné katalyzátorové pletivo pletené ve dvou nebo více vrstvách

Country Status (11)

Country Link
EP (1) EP1358010B2 (cs)
JP (1) JP2004528159A (cs)
AT (1) ATE278468T1 (cs)
AU (1) AU2002254889A1 (cs)
CZ (1) CZ20032150A3 (cs)
ES (1) ES2229130T5 (cs)
HU (1) HUP0303180A2 (cs)
PL (1) PL202850B1 (cs)
RU (1) RU2298433C2 (cs)
UA (1) UA81391C2 (cs)
WO (1) WO2002062466A2 (cs)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100398200C (zh) * 2005-11-23 2008-07-02 贵研铂业股份有限公司 氨氧化用铂合金针织催化网
DE102007034715A1 (de) 2007-07-23 2009-01-29 Evonik Röhm Gmbh Reaktor zur Herstellung von Cyanwasserstoff nach dem Andrussow-Verfahren
US9677188B2 (en) 2009-06-17 2017-06-13 Novellus Systems, Inc. Electrofill vacuum plating cell
US8962085B2 (en) 2009-06-17 2015-02-24 Novellus Systems, Inc. Wetting pretreatment for enhanced damascene metal filling
US9455139B2 (en) 2009-06-17 2016-09-27 Novellus Systems, Inc. Methods and apparatus for wetting pretreatment for through resist metal plating
US9138784B1 (en) 2009-12-18 2015-09-22 Novellus Systems, Inc. Deionized water conditioning system and methods
DE102011016044A1 (de) 2011-04-04 2012-10-04 Jens Kopatsch Verfahren zur Herstellung von Formdrähten mit hoher Drahtoberfläche und Katalysatornetzen aus Formdrähten
US9663366B2 (en) 2012-03-05 2017-05-30 Basf Se Ammonia oxidation reactor with internal filter element
RU2603656C2 (ru) * 2012-06-27 2016-11-27 Товарищество С Ограниченной Ответственностью "Туймекент" Способ получения цианистого водорода
CN102935363A (zh) * 2012-11-09 2013-02-20 贵研铂业股份有限公司 新型铂铑合金多层立体催化网及其制备方法
US9435049B2 (en) 2013-11-20 2016-09-06 Lam Research Corporation Alkaline pretreatment for electroplating
JP6276115B2 (ja) * 2014-06-12 2018-02-07 グンゼ株式会社 金属製スポンジ状立体編地
US9481942B2 (en) 2015-02-03 2016-11-01 Lam Research Corporation Geometry and process optimization for ultra-high RPM plating
US10337130B2 (en) 2016-02-01 2019-07-02 The Boeing Company Metal alloy knit fabric for high temperature insulating materials
JP7035780B2 (ja) * 2018-05-08 2022-03-15 トヨタ自動車株式会社 触媒構造体
EP3647020A1 (en) * 2018-11-05 2020-05-06 Basf Se Catalyst, catalyst carrier or absorbent monolith of stacked strands
EP3680015B1 (de) * 2019-01-14 2024-03-06 Heraeus Precious Metals GmbH & Co. KG Katalysatorsystem sowie verfahren zur katalytischen verbrennung von ammoniak zu stickstoffoxiden in einer mitteldruckanlage
EP3680214B1 (de) 2019-01-14 2021-08-25 Heraeus Deutschland GmbH & Co KG Katalysatorsystem sowie verfahren zur katalytischen verbrennung von ammoniak zu stickstoffoxiden in einer mitteldruckanlage
GB201907831D0 (en) 2019-06-03 2019-07-17 Johnson Matthey Plc Catalyst gauze
DE102020120927B4 (de) 2020-08-07 2024-01-25 Jens Kopatsch Verfahren zur Herstellung von Netzen mit Tertiärstruktur zur katalytischen Umsetzung von Fluiden
EP4247554B1 (de) 2020-11-17 2024-06-12 Umicore AG & Co. KG Edelmetallnetz für die katalysierung von gasphasenreaktionen
EP4001483A1 (de) 2020-11-17 2022-05-25 UMICORE AG & Co. KG Edelmetallnetz für die katalysierung von gasphasenreaktionen, sein herstellungsverfahren und seine verwendung in einem ammoniak oxidationsverfahren
EP4215662B1 (de) * 2022-01-24 2024-06-12 Heraeus Precious Metals GmbH & Co. KG Verfahren zur herstellung von edelmetallnetzen auf flachstrickmaschinen
EP4215661B1 (de) * 2022-01-24 2024-06-05 Heraeus Precious Metals GmbH & Co. KG Verfahren zur herstellung von edelmetallnetzen auf flachstrickmaschinen
DE202023002903U1 (de) 2023-01-26 2024-12-23 Umicore Ag & Co. Kg Fadenführer für eine Strickmaschine für Edelmetallnetze
EP4407083A1 (de) 2023-01-26 2024-07-31 Umicore AG & Co. KG Fadenführer für eine strickmaschine für edelmetallnetze
EP4464828A1 (de) * 2023-05-17 2024-11-20 Heraeus Precious Metals GmbH & Co. KG Verfahren zur herstellung von edelmetallnetzen auf flachstrickmaschinen
DE102023129020A1 (de) 2023-10-23 2025-04-24 Umicore Ag & Co. Kg Verwendung von Edelmetallnetzen zur Oxidation von Ammoniak
DE102024121410B4 (de) 2024-07-26 2026-02-05 Umicore Ag & Co. Kg Verfahren zur Herstellung von Edelmetallnetzen zur Ammoniakoxidation
DE102024121411A1 (de) 2024-07-26 2026-01-29 Umicore Ag & Co. Kg Verfahren zur Herstellung von Edelmetallnetzen zur Ammoniakoxidation
EP4692422B1 (en) 2024-08-05 2026-04-01 Umicore AG & Co. KG Complex knitted structures as electrode for electrolysis of water

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR771524A (fr) * 1933-07-06 1934-10-10 Comptoir General Des Metaux Pr Perfectionnement aux toiles de platine utilisées comme catalyseurs
US4045847A (en) * 1970-10-02 1977-09-06 Walford Richard L Apparatus for the manufacture of weft inserted non-woven fabrics
US4181514A (en) * 1978-02-14 1980-01-01 Huyck Corporation Stitch knitted filters for high temperature fluids and method of making them
US4189811A (en) * 1978-03-29 1980-02-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for producing non-woven webs of cross-laid strands
EP0212984B1 (en) 1985-08-22 1990-05-16 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Spatial warp knitted structure and a method and machine for the manufacture thereof
RU2024294C1 (ru) * 1990-02-22 1994-12-15 Барелко Виктор Владимирович Каталитический элемент для конверсии аммиака
DE4206199C1 (cs) * 1991-03-16 1992-11-12 Degussa Ag, 6000 Frankfurt, De
FR2694306B1 (fr) * 1992-07-31 1994-10-21 Louyot Comptoir Lyon Alemand Fils comprenant un élément hélicoïdal, leurs assemblages et l'utilisation desdits assemblages comme catalyseur et/ou pour récupérer des métaux précieux.
DE4300791A1 (de) * 1993-01-14 1994-07-21 Heraeus Gmbh W C Gewirk aus edelmetallhaltigen Drähten und Verfahren für seine Herstellung
US6073467A (en) 1994-04-06 2000-06-13 Degussa Aktiengesellschaft Catalyst gauzes for gaseous reactions
DE4411774C1 (de) * 1994-04-06 1995-08-17 Degussa Katalysatornetze für Gasreaktionen
DE4423714A1 (de) * 1994-07-08 1996-01-11 Heraeus Gmbh W C Gewirk aus edelmetallhaltigen Drähten und Verfahren für seine Herstellung
RU2150389C1 (ru) * 1999-02-01 2000-06-10 Оао "Екатеринбургский Завод По Обработке Цветных Металлов" Пакет газопроницаемых сеток из благородных металлов для каталитических процессов

Also Published As

Publication number Publication date
AU2002254889A1 (en) 2002-08-19
HUP0303180A2 (hu) 2003-12-29
WO2002062466A2 (en) 2002-08-15
JP2004528159A (ja) 2004-09-16
RU2298433C2 (ru) 2007-05-10
ES2229130T3 (es) 2005-04-16
PL364139A1 (en) 2004-12-13
EP1358010B2 (en) 2008-07-23
ATE278468T1 (de) 2004-10-15
RU2003124443A (ru) 2005-02-27
UA81391C2 (en) 2008-01-10
ES2229130T5 (es) 2009-01-16
EP1358010A2 (en) 2003-11-05
PL202850B1 (pl) 2009-07-31
WO2002062466A3 (en) 2002-11-07
EP1358010B1 (en) 2004-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ20032150A3 (cs) Trojrozměrné katalyzátorové pletivo pletené ve dvou nebo více vrstvách
CA2141331C (en) Wires incorporating a helical component, assemblies thereof, and use of said assemblies as catalyser and/or to recover precious metals
DE60201502T3 (de) Dreidimensionale, in zwei oder mehreren schichten gestrickte katalysatornetze
US9126187B2 (en) Catalyst
US11959208B2 (en) Knitting of precious metal networks and a method using same
CN102753264A (zh) 催化剂结构
CN113302150B (zh) 用于在中压系统中催化燃烧氨以形成氮氧化物的催化剂系统和方法
RU2095135C1 (ru) Сетка трехмерного плетения для каталитических реакций
US20250010280A1 (en) Catalyst gauze
US12616967B2 (en) Precious metal mesh for catalyzing gas-phase reactions
RU2816117C1 (ru) Каталитическая система для проточного реактора и способ каталитического окисления аммиака
CN224113983U (zh) 针织网包和网堆
US20230398531A1 (en) Precious metal mesh for catalyzing gas-phase reactions
AU2023202445B2 (en) Catalyst system for a flow reactor and method for catalytic oxidation of ammonia
TW202415447A (zh) 用於氨氧化中之長期活動且具有包含貴金屬線的催化劑網絡之催化劑系統
AU2024366802A1 (en) Use of noble metal meshes for the oxidation of ammonia
AU2023275842A1 (en) Catalyst network comprising a noble metal wire made of a dispersion-strengthened noble metal alloy
PL210504B1 (pl) Małociągliwa dziana siatka katalityczna z metali szlachetnych