close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

PL187825B1

код для вставкиСкачать
RZECZPOSPOLITA
POLSKA
(12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11) 187825
(21) Numer zgłoszenia:
325571
(13) B1
(51 ) IntCl7
B 01J 21/18
Urząd Patentowy
Rzeczypospolitej Polskiej
(54)
(22) Data zgłoszenia:
26.03.1998
B0 1J 23/46
C01C 1/04
Sposób wytwarzania węglowego nośnika katalizatora rutenowego do syntezy amoniaku
(73)
Uprawniony z patentu:
Politechnika Warszawska, Warszawa, PL
(43)
Zgłoszenie ogłoszono:
27.09.1999 BUP 20/99
(72)
Twórcy wynalazku:
Zbigniew Kowalczyk, Warszawa, PL
Sławomir Jodzis, Warszawa, PL
Jan Sentek, Warszawa, PL
Wioletta Raróg, Łowicz, PL
(45)
O udzieleniu patentu ogłoszono:
29.10.2004 WUP 10/04
(74)
Pełnomocnik:
Padee Grażyna, Zespół Rzeczników
Patentowych
PL
187825
B1
(57 )
1. Sposób wytwarzania węglowego nośnika katalizatora rutenowego do syntezy
amoniaku, z węgla, na drodze wstępnego wysokotemperaturowego wygrzewania, a następnie utleniania, znamienny tym, że wstępne wysokotemperaturowe wygrzewanie węgla
prowadzi się pod próżnią, natomiast etap utleniania prowadzi się w temperaturze niższej
od 300°C, w atmosferze zawierającej ozon.
Sposób wytwarzania węglowego nośnika katalizatora rutenowego
do syntezy amoniaku
Zastrzeżenia
patentowe
1. Sposób wytwarzania węglowego nośnika katalizatora rutenowego do syntezy amoniaku, z węgla, na drodze wstępnego wysokotemperaturowego wygrzewania, a następnie utleniania, znamienny tym, że wstępne wysokotemperaturowe wygrzewanie węgla prowadzi się
pod próżnią, natomiast etap utleniania prowadzi się w temperaturze niższej od 300°C, w atmosferze zawierającej ozon.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap wstępnego wysokotemperaturowego wygrzewania prowadzi się pod próżnią rzędu 10-5-10-3 at.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap wstępnego wysokotemperaturowego wygrzewania prowadzi się w temperaturze 1700-2500°C, przez okres 1-4 godzin.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap utleniania prowadzi się w temperaturze pokojowej.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap utleniania prowadzi się w atmosferze zawierającej 1-4% ozonu.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap utleniania prowadzi się do uzyskania stopnia zgazowania węgla w zakresie 10-50% wyjściowej masy.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się węgiel aktywny o powierzchni S BET od 500 do 2000 m2/g.
* * *
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania węglowego nośnika katalizatora rutenowego do syntezy amoniaku. Odpowiednie przygotowanie nośnika jest jednym z istotnych
i trudnych etapów technologii katalizatora, determinującym ostateczne właściwości katalizatora. Od własności nośnika zależą bowiem zarówno dyspersja fazy aktywnej odpowiedzialna za
późniejszą aktywność katalizatora, jak i wytrzymałość mechaniczna katalizatora, jego termostabilność oraz odporność na metanizację.
Jak wynika z doniesień literaturowych, wysoką aktywność w reakcji syntezy amoniaku,
znacznie wyższą od aktywności konwencjonalnego żelazowego katalizatora stopowego, wykazują układy w których ruten, dodatkowo promowany jonami metali alkalicznych, jonami
metali ziem alkalicznych lub lantanowców czy aktynowców, osadzony jest na specjalnie spreparowanym węglu, tzw. high surface area graphite (HSAG). Znany sposób otrzymywania nośnika polega na złożonej obróbce termicznej węgla aktywnego, obejmującej następujące po
sobie etapy: (1) etap wstępnego wysokotemperaturowego wygrzewania w temperaturze
900-3300°C w atmosferze gazu obojętnego, (2) etap utleniania, prowadzony w temperaturach
300-1200°C w atmosferze pary wodnej i/lub dwutlenku węgla czy też powietrza, (3) kolejny
etap wygrzewania wysokotemperaturowego w gazie inertnym w temperaturze 1000-3000°C,
korzystnie 1400-2100°C. Etap wysokotemperaturowy wzbogacając strukturę węgla w elementy grafitopodobne zwiększa odporność nośnika na metanizację. Jednocześnie w wyniku działania wysokiej temperatury porowatość węgla ulega znacznemu zmniejszeniu co poprawia
wytrzymałość mechaniczną, utrudnia jednak późniejsze wprowadzenie odpowiedniej ilości
rutenu i promotorów. Konieczny jest zatem etap utleniania węgla, korygujący strukturę porowatą. Etap ten zwiększając porowatość obniża częściowo wcześniej uzyskaną odporność mechaniczną i chemiczną. W tej sytuacji nadanie odpowiednich własności nośnikowi wymaga kolejnego etapu wysokotemperaturowego. Praktycznie, wyżej opisanych cykli etapów może być
nawet więcej. Taki sposób otrzymywania nośnika jest oczywiście niewygodny i kosztowny.
187 825
3
Z naszych doświadczeń wynika, że można zmniejszyć ilość kosztownych etapów wygrzewania. Stwierdziliśmy, że etap wysokotemperaturowy korzystnie jest prowadzić pod
próżnią. Dzięki takiemu rozwiązaniu łatwiej usuwane są produkty pirolizy i nie przebiegają
reakcje wtórne co sprawia, że otrzymany materiał jest jednorodny i nie spieczony. Stwierdziliśmy dalej, że etap utleniania można przeprowadzić w niskiej temperaturze - niższej od 300°C,
korzystnie pokojowej, o ile zostanie użyty ozon jako czynnik zgazowujący. Zastosowanie atmosfery zawierającej ozon i niskiej temperatury umożliwia znacznie wygodniejsze sterowanie
procesem utleniania, a tym samym ułatwia otrzymanie nośnika o pożądanych własnościach.
Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że wyjściowy materiał węglowy, najlepiej komercyjny węgiel aktywny o powierzchni S B E T = 500 - 2 0 0 0 m 2/g, poddaje się wstępnie wysokotemperaturowemu wygrzewaniu pod próżnią, korzystnie rzędu 1 0 -5- 1 0 -3 at., w temperaturze 1700-2500°C przez okres 1-4h. Po wystudzeniu, prowadzi się etap utleniania
w temperaturze pokojowej w atmosferze zawierającej ozon, korzystnie 1-4% O 3, do uzyskania
stopnia zgazowania węgla w zakresie 10-50% wyjściowej masy, korzystnie 20-30%.
Przedstawione poniżej przykłady wyjaśniają bliżej sposób według wynalazku, nie ograniczając przy tym jego istoty, zarówno w odniesieniu do zastosowanych węgli, jak i parametrów wysokotemperaturowego wygrzewania pod próżnią oraz parametrów etapu utleniania
w atmosferze zawierającej ozon.
Przykład 1
Handlowy węgiel aktywny o powierzchni S B E T = 1400m2/ g i gęstości nasypowej
0,45 g/cm 3 poddaje się wstępnemu wysokotemperaturowemu wygrzewaniu pod próżnią,
w temperaturze 1900°C przez okres 2,5h. Etap utleniania prowadzi się w temperaturze pokojowej w atmosferze zawierającej 4% ozonu do uzyskania stopnia zagazowania węgla 25%
wyjściowej masy. Po naniesieniu na tak spreparowany nośnik 10% wag. Ru oraz zastosowaniu
baru jako promotora otrzymuje się wysokoaktywny katalizator do syntezy amoniaku.
Przykład 2
Handlowy węgiel aktywny o powierzchni S BET = 850m2/g i gęstości nasypowej
0,4 g/cm 3 poddaje się wstępnemu wysokotemperaturowemu wygrzewaniu pod próżnią,
w temperaturze 1700°C przez okres 4h. Etap utleniania prowadzi się jak w przykładzie 1 do
uzyskania stopnia zgazowania węgla 15% wyjściowej masy. Po naniesieniu na tak spreparowany nośnik 10% wag. Ru oraz zastosowaniu baru i rubidu jako promotorów otrzymuje się
wysokoaktywny katalizator do syntezy amoniaku.
187 825
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.
Cena 2,00 zł.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
334 Кб
Теги
pl187825b1
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа