PL220558B1 - Sposób otrzymywania niklowych katalizatorów metanizacji małych ilości tlenków węgla - Google Patents

Sposób otrzymywania niklowych katalizatorów metanizacji małych ilości tlenków węgla

Info

Publication number
PL220558B1
PL220558B1 PL394564A PL39456411A PL220558B1 PL 220558 B1 PL220558 B1 PL 220558B1 PL 394564 A PL394564 A PL 394564A PL 39456411 A PL39456411 A PL 39456411A PL 220558 B1 PL220558 B1 PL 220558B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
nickel
catalyst
obtaining
temperature
lanthanum
Prior art date
Application number
PL394564A
Other languages
English (en)
Other versions
PL394564A1 (pl
Inventor
Andrzej Gołębiowski
Kazimierz Stołecki
Ryszard Narowki
Kamila Michalska
Urszula Prokop
Tadeusz Borowiecki
Original Assignee
Inst Nawozów Sztucznych
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
Application filed by Inst Nawozów Sztucznych filed Critical Inst Nawozów Sztucznych
Priority to PL394564A priority Critical patent/PL220558B1/pl
Publication of PL394564A1 publication Critical patent/PL394564A1/pl
Publication of PL220558B1 publication Critical patent/PL220558B1/pl

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania niklowych katalizatorów metanizacji małych ilości tlenków węgla w formie kul. Katalizatory metanizacji zawierają 20-40% niklu w przeliczeniu na tlenek niklu, są otrzymywane różnymi metodami, różnią się kształtem, wymiarem ziarna, ciężarem nasypowym, a także właściwościami wytrzymałościowymi, aktywnością, stabilnością termiczną, i łatwością redukcji.
Od dawna znany jest fakt, że dodatek ceru i/lub lantanu do katalizatorów niklowych zwiększa ich aktywność. Szczegółowe informacje i przegląd literatury znajduje się w pracy L. Znak Catalysis Today, 2005, 101, 65. W pracy tej przebadano katalizatory niklowo-glinowe otrzymane metodą strąceniową, promotowane cerem i lantanem. Promotor wprowadzano do prekursora na drodze impregnacji i kalcynacji. Zmierzono aktywność katalityczną w metanizacji tlenku i dwutlenku węgla. Stwierdzono, że dodatek małych ilości promotorów poprawia 2-krotnie aktywność katalizatorów w temperaturze 240°C w obszarze kinetycznym, na drobnym ziarnie.
W patencie US 168257 przedstawiono korzyści otrzymywania katalizatorów promotorowanych, otrzymanych różnymi sposobami. Najlepszą okazała się metoda zol-żel.
Natomiast w patencie US 4215998 przedstawiono sposób otrzymywania katalizatorów niklowych promotorowanych cerem i lantanem dla procesu parowej konwersji metanu z parą wodną (reakcja odwrotna do reakcji metanizacji) metodą wieloetapowego strącania.
Katalizatory zawierające powyżej 5% metali ziem alkanicznych znalazły zastosowanie przemysłowe (katalizator metanizacji firmy Engelhard).
Na podstawie szerokich badań sposobów otrzymywania katalizatorów niklowych promotorowanych dodatkiem ceru lub lantanu dla procesu metanizacji ustalono, że: promotorujący efekt i optyma lne ilości promotorów zależą od sposobu otrzymywania katalizatora, dobre właściwości wytrzymałościowe i wysoką porowatość mają katalizatory, których nośnikiem jest handlowy, aktywny wodorotlenek glinu - w formie wytłoczek lub nośnikiem jest mieszanina tlenku glinu i cementu glinowego w formie kulek.
Nieoczekiwanie okazało się, że największe możliwości zwiększenia aktywności katalizatorów niklowych w wyniku dodatku małych ilości ceru i/lub lantanu, 1-5% wag., istnieją wówczas, gdy cała ilość promotorów wprowadzona jest do prekursora o strukturze hydrotalkitowej zawierającego, w przeliczeniu na tlenki: powyżej 75% niklu i 10-20% glinu, nośnikiem katalizatora jest aktywny tlenek glinu otrzymany na drodze szybkiej kalcynacji technicznego wodorotlenku glinu, a katalizator jest formowany w małe kulki metodą granulacji talerzowej.
Najprostszy i najtańszy sposób otrzymania katalizatora polega na zmieszaniu prekursora z technicznym wodorotlenkiem glinu i kalcynacji mieszaniny proszków w temperaturze do 900°C i w czasie do 10 s.
W miejsce aktywnego tlenku glinu otrzymanego na drodze szybkiej kalcynacji technicznego wodorotlenku glinu można zastosować aktywne tlenki glinu otrzymane innymi metodami, np. zol-żel. Katalizatory takie mają dobre właściwości mechaniczne, ale są znacznie droższe. Zastosowanie jako nośnika handlowego wodorotlenku glinu pozwala otrzymać aktywne katalizatory, ale ich właściwości wytrzymałościowe są wyraźnie gorsze.
Powyższe ustalenia są podstawą oryginalnych sposobów otrzymywania katalizatorów według wynalazku.
Istota wynalazku polega na tym, że jako surowiec wyjściowy stosuje się prekursor katalizatora zawierający w przeliczeniu na tlenki: więcej niż 75% wag. niklu, 10-20% wag. glinu, 1-5% wag. ceru i/lub lantanu, korzystnie 1,5-3,5% i nie więcej, niż 0,5% wag. metali alkalicznych, korzystnie około 0,1%, o strukturze hydrotalkitowej powyżej 70%, korzystnie powyżej 90%, który miesza się z technicznym wodorotlenkiem glinu i mieszaninę kalcynuje w temperaturze do 900°C, w czasie do 10 s, po czym mieszaninę proszków formuje się w kulki metodą granulacji talerzowej, sezonuje w atmosferze pary wodnej i suszy. Alternatywnie, prekursor katalizatora kalcynuje się w temperaturze 350-450°C, ewentualnie redukuje w temperaturze 350-500°C i pasywuje, a następnie przekalcynowany lub preredukowany prekursor miesza z aktywnym tlenkiem glinu, otrzymanym na drodze szybkiej kalcynacji w temperaturze do 900°C w czasie do 10 s, formuje w kulki metodą granulacji talerzowej, sezonuje w atmosferze pary wodnej i suszy. Proporcje są tak dobrane by katalizator zawierał 10-40% wag. niklu.
PL 220 558 B1
Prekursor katalizatora o strukturze hydrotalkitowej powyżej 90% otrzymuje się w procesie strącania przy stałym pH około 7,2 i temperaturze około 75°C, a surowcami są mieszanina azotanów: niklu, ceru i/lub lantanu i glinu oraz mieszanina węglanu sodu i wodorotlenku sodu. Proporcje surowców są tak dobrane, by katalizator zawierał 10-40% wag. niklu.
Korzystne jest by temperatura i czas szybkiej kalcynacji były tak dobrane, by straty prażenie w temperaturze 1000°C materiału kalcynacji były w przedziale 2-10%.
Korzystne jest by katalizator był uformowany w kulki o średnicy 1,5-3 mm.
Tak otrzymane katalizatory zawierające korzystnie około 20% niklu mają wyjątkowo dobre właściwości wytrzymałościowe, wysoką aktywność i stabilność termiczną.
Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w poniższych przykładach. Aktywność uformowanych katalizatorów w obszarze dyfuzyjnym mierzono metodą bezgradientową w zbiornikowym reaktorze z mieszadłem (pomiar szybkości reakcji przy stałej temperaturze i składzie gazu) w zakresie parametrów procesu przemysłowego.
PRZYKŁAD 1
Prekursor katalizatora o składzie 83% tlenku niklu, 15% tlenku glinu i 2% tlenku lantanu otrzymano w procesie strącania prowadzonym przy stałym pHx7,2 i temperaturze 80°C, a jako surowce zastosowano mieszaninę azotanów: niklu, lantanu i glinu oraz zasadową mieszaninę, węglanu sodu i wodorotlenku sodu. Prekursor, który zawierał powyżej 90% formy hydrotalkitowej, po odmyciu od jonów sodu do poziomu 0,1%, zmieszano z technicznym wodorotlenkiem glinu i kalcynowano w temperaturze 700°C, w czasie 2 s. Powstałą masę formowano w kulki o wymiarach 1,5-3 mm metodą granulacji talerzowej, sezonowano w atmosferze pary wodnej i suszono otrzymując gotowy produkt. Otrzymano katalizator o składzie: 20% NiO, 79,2% Al2O3 i 0,8% La2O3.
PRZYKŁAD 2
Prekursor katalizatora otrzymany według przykładu 1 kalcynowano w temperaturze 400°C, redukowano w temperaturze 400°C, pasywowano i zmieszano z aktywnym tlenkiem glinu, otrzymanym na drodze szybkiej kalcynacji technicznego wodorotlenku glinu w temperaturze 700°C i w czasie 2 s. Powstałą masę formowano w kulki o wymiarach 1,5-3 mm metodą granulacji talerzowej, sezonowano w atmosferze pary wodnej i suszono. Otrzymano katalizator o składzie: 17% NiO, 82,2% AI2O3 i 0,8% La2O3.
PRZYKŁAD 3
Prekursor katalizatora o składzie 83,5% tlenku niklu, 15% tlenku glinu i 1,5% tlenku ceru otrzymany według przykładu 1 zmieszano z technicznym wodorotlenkiem glinu i kalcynowano w temperaturze 700°C, w czasie 2 s. Powstałą masę formowano w kulki o wymiarach 1,5-3 mm metodą granulacji talerzowej, sezonowano w atmosferze pary wodnej i suszono otrzymując gotowy produkt. Otrzymano katalizator o składzie: 22% NiO, 77,6% AI2O3 i 0,4% Ce2O3.
PRZYKŁAD 4
Prekursor katalizatora otrzymany według przykładu 1 kalcynowano w temperaturze 400°C, redukowano w temperaturze 400°C, pasywowano i zmieszano z, aktywnym tlenkiem glinu, otrzymanym na drodze szybkiej kalcynacji technicznego wodorotlenku glinu w temperaturze 700°C i w czasie 2 s. Powstałą masę formowano w kulki o wymiarach 1,5-3 mm metodą granulacji talerzowej, sezonowano w atmosferze pary wodnej i suszono otrzymując gotowy produkt. Otrzymano katalizator o składzie: 19% NiO, 80,6% AI2O3 i 0,4% Ce2O3.
PRZYKŁAD 5
Prekursor katalizatora o składzie 83% tlenku niklu, 15% tlenku glinu, 1% tlenku ceru i 1% tlenku lantanu otrzymany według przykładu 1 zmieszano z technicznym wodorotlenkiem glinu i kalcynowano w temperaturze 700°C, w czasie 2 s. Powstałą masę formowano w kulki o wymiarach 1,5-3 mm metodą granulacji talerzowej, sezonowano w atmosferze pary wodnej i suszono otrzymując gotowy produkt. Otrzymano katalizator o składzie: 21,4% NiO, 77,6% AI2O3, 0,5% Ce2O3 i 0,5% La2O3.
Otrzymane w ten sposób katalizatory dotowane promotorami, poddano ocenie aktywności i stwierdzono, że mają one 2-krotne wyższą aktywność, szczególnie w niskich temperaturach niż katalizatory otrzymane w ten sam sposób lecz bez dodatku promotorów.

Claims (6)

1. Sposób otrzymywania niklowych katalizatorów metanizacji małych ilości tlenków węgla metodą strąceniową, promotorowanych dodatkiem ceru i/lub lantanu, znamienny tym, że jako surowiec wyjściowy stosuje się prekursor katalizatora zawierający, w przeliczeniu na tlenki, więcej niż 75% niklu, 10-20% glinu, 1-5% ceru i/lub lantanu i poniżej 0,5% metali alkalicznych, o strukturze hydrotalkitowej powyżej 70%, korzystnie 90%, który miesza się z technicznym wodorotlenkiem glinu i kalcynuje się w temperaturze do 900°C w czasie do 10 s lub prekursor katalizatora kalcynuje się w temperaturach 350-450°C i miesza z aktywnym tlenkiem glinu, po czym mieszaninę proszku zawierającą 66-83% tlenku glinu formuje się w kulki metodą granulacji talerzowej, sezonuje w atmosferze pary wodnej i suszy otrzymując gotowy produkt.
2. Sposób otrzymywania niklowych katalizatorów wg zastrz. 1, znamienny tym, że prekursor katalizatora otrzymuje się w procesie strącania, który prowadzi się przy stałym pH 7,0-7,5, w temperaturze 70-85°C, a surowcami są mieszaniny azotanów: niklu, glinu, ceru i/lub lantanu oraz mieszanina węglanu sodu i wodorotlenku sodu.
3. Sposób otrzymywania niklowych katalizatorów według zastrz. 1, znamienny tym, że prekursor katalizatora po kalcynacji dodatkowo redukuje się w temperaturach 350-500°C i pasywuje.
4. Sposób otrzymywania niklowych katalizatorów według zastrz. 1, znamienny tym, że aktywny tlenek glinu otrzymuje się na drodze szybkiej kalcynacji technicznego wodorotlenku glinu w temperaturze do 900°C w czasie poniżej 10 s.
5. Sposób otrzymywania niklowych katalizatorów według zastrz. 1, znamienny tym, że temperaturę i czas procesu szybkiej kalcynacji dobiera się tak, by straty prażenia produktu szybkiej kalcynacji w temperaturze 1000°C wynosiły 2-10%.
6. Sposób otrzymywania niklowego katalizatora według zastrz. 1, znamienny tym, że katalizator formuje się w kulki o wymiarach 1,5-3 mm.
PL394564A 2011-04-14 2011-04-14 Sposób otrzymywania niklowych katalizatorów metanizacji małych ilości tlenków węgla PL220558B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL394564A PL220558B1 (pl) 2011-04-14 2011-04-14 Sposób otrzymywania niklowych katalizatorów metanizacji małych ilości tlenków węgla

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL394564A PL220558B1 (pl) 2011-04-14 2011-04-14 Sposób otrzymywania niklowych katalizatorów metanizacji małych ilości tlenków węgla

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL394564A1 PL394564A1 (pl) 2012-10-22
PL220558B1 true PL220558B1 (pl) 2015-11-30

Family

ID=47076789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL394564A PL220558B1 (pl) 2011-04-14 2011-04-14 Sposób otrzymywania niklowych katalizatorów metanizacji małych ilości tlenków węgla

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL220558B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL394564A1 (pl) 2012-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2141118B1 (en) Chromium-free water gas shift catalyst
CN104209127B (zh) 一种镍铁双金属甲烷化催化剂及其制备和应用
Zhang et al. Structure and catalytic performance of Mg‐SBA‐15‐supported nickel catalysts for CO2 reforming of methane to syngas
CN106622393B (zh) 一种氧化铝载体、以其为载体的镍基催化剂,及制备方法和应用
JP7352487B2 (ja) アンモニア分解触媒
US9757714B2 (en) Methanation process using stabilized catalyst support comprising transition alumina
JP5553484B2 (ja) アンモニア分解触媒及びアンモニア分解方法
CN116457090B (zh) 催化剂和耐硫变换催化反应的方法
WO2014048740A1 (en) Steam reforming catalyst and method of making thereof
WO2010147513A2 (en) Catalyst for synthesis of hydrocarbons from co and h2 and preparation method thereof
CN101579639B (zh) 一种用于合成脂肪腈的催化剂及其制备方法和应用
CN112007625B (zh) 一种α-氧化铝载体及制备方法和银催化剂与应用
CN115487820B (zh) 氨氧化催化剂及其制备方法和应用
PL220558B1 (pl) Sposób otrzymywania niklowych katalizatorów metanizacji małych ilości tlenków węgla
Alipour et al. Effect of K2O on the catalytic performance of Ni catalysts supported on nanocrystalline Al2O3 in CO2 reforming of methane
KR101467169B1 (ko) 메탄의 혼합 개질 반응용 니켈-함유 촉매성형체의 제조방법 및 수득된 촉매성형체
JP2019188340A (ja) 二酸化炭素と水素から炭化水素を製造する触媒の製造方法、及び二酸化炭素と水素から炭化水素を製造する方法
CN107974317A (zh) 一种焦炉气的甲烷化方法及催化剂和其制备方法
JP5059156B2 (ja) メタノール改質用触媒、その製造方法およびそのメタノール改質用触媒を用いた水素製造方法
ITBO20060029A1 (it) Catalizzatore per la preparazione di pentafluoroetano e relativo metodo di preparazione
CN103949266A (zh) 以异丙醇胺为原料合成2,5-二甲基吡嗪的催化剂及制备方法
EP3529609A2 (en) Stable catalysts for oxidative coupling of methane
RU2528988C1 (ru) Способ получения катализатора для процесса метанирования
CN108993483B (zh) 一种负载型钼基催化剂及其制备方法
CN103920501B (zh) 由二硫化碳和甲醇制甲硫醇的催化剂及其制备方法