RU2071932C1 - Method of carboneous material and hydrogen producing - Google Patents
Method of carboneous material and hydrogen producing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2071932C1 RU2071932C1 RU93017346A RU93017346A RU2071932C1 RU 2071932 C1 RU2071932 C1 RU 2071932C1 RU 93017346 A RU93017346 A RU 93017346A RU 93017346 A RU93017346 A RU 93017346A RU 2071932 C1 RU2071932 C1 RU 2071932C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- hydrogen
- butadiene
- methane
- temperature
- Prior art date
Links
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 20
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 title claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 7
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 44
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical group C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 8
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 230000004913 activation Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000976 ink Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 abstract description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 abstract 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 abstract 1
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 15
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 2
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 2
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству углеродных материалов в процессе разложения углеводородов, предназначенных преимущественно для приготовления ферромагнитных чернил, графитовых пигментов для копирования синтетических и природных каучуков и пластиков. Наряду с этим углеродный материал может быть использован как при выплавке сталей, так и в качестве восстановителя в порошковой металлургии и др. The invention relates to the production of carbon materials in the process of decomposition of hydrocarbons, intended primarily for the preparation of ferromagnetic inks, graphite pigments for copying synthetic and natural rubbers and plastics. Along with this, carbon material can be used both in steelmaking and as a reducing agent in powder metallurgy, etc.
Следует также отметить, что изобретение можно использовать для получения водорода. It should also be noted that the invention can be used to produce hydrogen.
Известен способ получения углерода и водорода из углеводородов (1) разложением метана в присутствии массивного металлического катализатора (Fe, Co, Ni) при температурах 650 720oC.A known method of producing carbon and hydrogen from hydrocarbons (1) by the decomposition of methane in the presence of a massive metal catalyst (Fe, Co, Ni) at temperatures of 650 720 o C.
Наиболее близким к заявленному изобретению является способ (2), включающий разложение метана на никельсодержащем катализаторе при повышенной температуре. Недостатком известного способа является невысокий выход углеродного материала. Closest to the claimed invention is a method (2), including the decomposition of methane on a nickel-containing catalyst at elevated temperature. The disadvantage of this method is the low yield of carbon material.
Задачей данного изобретения является повышение выхода углеродного материала с единицы катализатора. The objective of the invention is to increase the yield of carbon material per unit catalyst.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения углеродного материала и водорода разложением метана на никельсодержащем катализаторе при повышенной температуре, согласно изобретению разложение метана ведут при 500
620oC, после чего полученный зауглероженный катализатор обрабатывают бутадиеном 1,3, разбавленным аргоном и/или водородом в мольном соотношении 1 2 20 40 0 75 при 600 700oC.The problem is solved in that in the method for producing carbon material and hydrogen by decomposing methane on a nickel-containing catalyst at an elevated temperature, according to the invention, methane decomposition is carried out at 500
620 o C, after which the obtained carbonized catalyst is treated with
Пример 1. Example 1
Катализатор, состоящий из 75 мас. NiO, 12,5 мас. CuO и 12,5 мас. гидроксида магния и полученный двухчасовой механо-химической активацией в планетарной центробежной мельнице, в количестве 1 г загружают в проточный металлический реактор, нагревают в течение 1,5 часа в потоке водорода 60 л/ч до температуры 620oC. Затем водород заменяют на метан и проводят реакцию разложения при температуре 620oC в течение 5 часов и расходе метана 50 л/ч. Привес катализатора за счет углерода составил 1700 мас. по отношению к весу восстановленного катализатора. Зауглероженный катализатор охлаждают в потоке аргона (расход 75 л/ч) до комнатной температуры и выгружают. Затем навеску 0,0019 г зауглероженного катализатора загружают в проточный кварцевый реактор с весами Мак-Бена и нагревают в потоке водорода 20 л/ч до температуры 700oC в течение 30 минут.The catalyst, consisting of 75 wt. NiO, 12.5 wt. CuO and 12.5 wt. magnesium hydroxide and obtained by two-hour mechanical-chemical activation in a planetary centrifugal mill, in an amount of 1 g is loaded into a flowing metal reactor, heated for 1.5 hours in a hydrogen stream of 60 l / h to a temperature of 620 o C. Then, hydrogen is replaced by methane and carry out the decomposition reaction at a temperature of 620 o C for 5 hours and a methane flow rate of 50 l / h The weight gain of the catalyst due to carbon was 1700 wt. in relation to the weight of the reduced catalyst. The carbonized catalyst is cooled in an argon stream (flow rate 75 l / h) to room temperature and discharged. Then a sample of 0.0019 g of carbonized catalyst is loaded into a flow quartz reactor with a McBen balance and heated in a hydrogen stream of 20 l / h to a temperature of 700 o C for 30 minutes.
При температуре 700oC включают аргон (75 л/ч) и бутадиен (2 л/ч). После зауглероживания катализатора в течение 4 часов вес образца увеличился в 80 раз и составил 0,152 г.At a temperature of 700 o C include argon (75 l / h) and butadiene (2 l / h). After carbonization of the catalyst for 4 hours, the weight of the sample increased by 80 times and amounted to 0.152 g.
В итоге зауглероживания катализатора метаном и бутадиеном съем углерода составил 1360 г с 1 г восстановленного катализатора. As a result of carbonization of the catalyst with methane and butadiene, carbon removal was 1360 g from 1 g of reduced catalyst.
Пример 2. Example 2
Катализатор, состоящий из 75 мас. NiО, 12,5 мас. CuO и 12,5 мас. Mo(OH)2 и полученный двухчасовой механо-химической активацией в планетарной центробежной мельнице, в количестве 1 г загружают в проточной металлический реактор, нагревают в течение 1,5 часа в токе водорода (60 л/ч) до температуры 600oC. Затем водород заменяют на метан и проводят реакцию разложения при температуре 600oC в течение 5 часов и расходе метанола 30 л/час. Привес катализатора за счет углерода составил 3100 мас. по отношению к весу восстановленного катализатора. Зауглероженный катализатор охлаждают в токе аргона (расход 75 л/ч) до комнатной температуры и выгружают. Затем навеску 0,00135 г зауглероженного катализатора загружают в проточный кварцевый реактор с весами Мак-Бена и нагревают в токе водорода 20 л/ч до температуры 700oC в течение 30 минут. При температуре 700oC включают аргон (75 л/ч) и бутадиен (2 л/ч). После зауглероживания катализатора в течение 3 часов вес образца увеличился в 32 раза и составил 0,0432 г.The catalyst, consisting of 75 wt. NiO, 12.5 wt. CuO and 12.5 wt. Mo (OH) 2 and obtained by two-hour mechanical-chemical activation in a planetary centrifugal mill, in an amount of 1 g, is loaded into a flowing metal reactor, heated for 1.5 hours in a stream of hydrogen (60 l / h) to a temperature of 600 o C. Then hydrogen is replaced by methane and the decomposition reaction is carried out at a temperature of 600 o C for 5 hours and a methanol flow rate of 30 l / h. The weight gain of the catalyst due to carbon was 3100 wt. in relation to the weight of the reduced catalyst. The carbonized catalyst is cooled in a stream of argon (flow rate 75 l / h) to room temperature and discharged. Then a sample of 0.00135 g of carbonized catalyst is loaded into a flow quartz reactor with a McBen balance and heated in a stream of hydrogen 20 l / h to a temperature of 700 o C for 30 minutes. At a temperature of 700 o C include argon (75 l / h) and butadiene (2 l / h). After carbonization of the catalyst for 3 hours, the weight of the sample increased 32 times and amounted to 0.0432 g.
В итоге зауглероживания катализатора метаном и бутадиеном съем углерода составил 992 г с 1 г восстановленного катализатора. As a result of carbonization of the catalyst with methane and butadiene, carbon removal was 992 g from 1 g of reduced catalyst.
Пример 3. Example 3
Аналогичен примеру 1, отличается только тем, что зауглероживание на второй стадии ведут бутадиеном (2 л/ч), разбавленным водородом (30 л/ч). Similar to example 1, it differs only in that the carbonization in the second stage is carried out with butadiene (2 l / h) diluted with hydrogen (30 l / h).
В итоге зауглероживания катализатора метаном и бутадиеном съем углерода составил 170 г с 1 г восстановленного катализатора. As a result of carbonization of the catalyst with methane and butadiene, carbon removal was 170 g from 1 g of reduced catalyst.
Пример 4. Example 4
Аналогичен примеру 1, отличается только тем, что зауглероживание на второй стадии ведут бутадиеном (1 л/ч), разбавленным водородом (40 л/ч) и аргоном (75 л/ч) при температуре 600oC.Similar to example 1, it differs only in that the carbonization in the second stage is carried out with butadiene (1 l / h), diluted with hydrogen (40 l / h) and argon (75 l / h) at a temperature of 600 o C.
В итоге зауглероживания катализатора метаном и бутадиеном съем углерода составил 426 г с 1 г восстановленного катализатора. As a result of carbonization of the catalyst with methane and butadiene, carbon removal was 426 g from 1 g of reduced catalyst.
Пример 5. Example 5
Аналогичен примеру 1, отличается только тем, что зауглероживание на второй стадии ведут бутадиеном (1 л/ч), разбавленным водородом (40 л/ч) и аргоном (75 л/ч), при температуре 800oC.Similar to example 1, it differs only in that the carbonization in the second stage is carried out with butadiene (1 l / h), diluted with hydrogen (40 l / h) and argon (75 l / h), at a temperature of 800 o C.
В итоге зауглероживания катализатора метаном и бутадиеном съем углерода составил 28 г с 1 г восстановленного катализатора. As a result of carbonization of the catalyst with methane and butadiene, carbon removal was 28 g from 1 g of reduced catalyst.
Пример 6. Example 6
Аналогичен примеру 1, отличается только тем, что зауглероживание на второй стадии ведут бутадиеном (2 л/ч), разбавленным водородом (20 л/ч) и аргоном (75 л/ч) при температуре 500o C.Similar to example 1, it differs only in that the carbonization in the second stage is carried out with butadiene (2 l / h), diluted with hydrogen (20 l / h) and argon (75 l / h) at a temperature of 500 o C.
В итоге зауглероживания катализатора метаном и бутадиеном съем углерода составил 136 г с 1 г восстановленного катализатора. As a result of carbonization of the catalyst with methane and butadiene, carbon removal was 136 g from 1 g of reduced catalyst.
Пример 7. Example 7
Катализатор, состоящий из 75 мас. NiO, 12,5 мас. CuO и 12,5 мас. гидроксида магния и полученный дввухчасовой механо-химической активацией в планетарной центробежной мельнице, в количестве 0,0022 г загружают в проточный кварцевый реактор с весами Мак-Бена и нагревают в течение 0,5 ч в токе водорода (20 л/ч) до температуры 600oC. При температуре 600oC дополнительно включают аргон (75 л/ч) и бутадиен (2 л/ч). После зауглероживания катализатора в течение 5 часов вес образца увеличился в 110 раз и составил 0,242 г. В пересчете на вес восстановленного катализатора съем углерода составил 148 г с 1 г катализатора.The catalyst, consisting of 75 wt. NiO, 12.5 wt. CuO and 12.5 wt. magnesium hydroxide and obtained by two-hour mechanochemical activation in a planetary centrifugal mill, in the amount of 0.0022 g, is loaded into a flow quartz reactor with a McBen scale and heated for 0.5 h in a stream of hydrogen (20 l / h) to a temperature of 600 o C. At a temperature of 600 o C additionally include argon (75 l / h) and butadiene (2 l / h). After carbonization of the catalyst for 5 hours, the weight of the sample increased 110 times and amounted to 0.242 g. In terms of the weight of the reduced catalyst, the carbon removal was 148 g from 1 g of catalyst.
Пример 8. Example 8
Аналогичен примеру 7, отличается только тем, что зауглероживание катализатора в среде бутадиена (2 л/ч), разбавленного водородом (20 л/ч) и аргоном (75 л/ч), ведут при температуре 700oC. Съем углерода составил 32 г с 1 г восстановленного катализатора.Similar to example 7, it differs only in that the carbonization of the catalyst in butadiene (2 l / h) diluted with hydrogen (20 l / h) and argon (75 l / h) is carried out at a temperature of 700 o C. Carbon removal was 32 g with 1 g of reduced catalyst.
В таблице представлены данные по зауглероживанию катализатора и результаты сравнительных примеров. Из представленных в таблице данных следует, что изобретение позволяет получить выход водорода до 166,6 1880,2 л/г восстановленного катализатора, углерода до 136 1360 г/г восстановленного катализатора. The table provides data on the carbonization of the catalyst and the results of comparative examples. From the data presented in the table it follows that the invention allows to obtain a yield of hydrogen up to 166.6 1880.2 l / g of reduced catalyst, carbon up to 136 1360 g / g of reduced catalyst.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93017346A RU2071932C1 (en) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | Method of carboneous material and hydrogen producing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93017346A RU2071932C1 (en) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | Method of carboneous material and hydrogen producing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU93017346A RU93017346A (en) | 1996-05-10 |
| RU2071932C1 true RU2071932C1 (en) | 1997-01-20 |
Family
ID=20139702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93017346A RU2071932C1 (en) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | Method of carboneous material and hydrogen producing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2071932C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7520909B2 (en) * | 2004-06-03 | 2009-04-21 | Rogers Family Revocable Living Trust | Low temperature methods for hydrogen production |
| RU2468992C1 (en) * | 2011-06-08 | 2012-12-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт водных и экологических проблем Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИВЭП ДВО РАН) | Method of obtaining modified organic carbon |
-
1993
- 1993-04-02 RU RU93017346A patent/RU2071932C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Pobertson S.D., Carbon formation brom hyrolysis ovtr some transition metal surfaces, Carbon, 1970, 8, N 3, р. 365 - 374. 2. Патент СССР N 43587, кл. С 01 В 3/24, 1935. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7520909B2 (en) * | 2004-06-03 | 2009-04-21 | Rogers Family Revocable Living Trust | Low temperature methods for hydrogen production |
| RU2468992C1 (en) * | 2011-06-08 | 2012-12-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт водных и экологических проблем Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИВЭП ДВО РАН) | Method of obtaining modified organic carbon |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hu et al. | An optimum NiO content in the CO 2 reforming of CH 4 with NiO/MgO solid solution catalysts | |
| CA1300885C (en) | Hydrogasification of biomass to produce high yields of methane | |
| Yang et al. | The accelerating and retarding effects of hydrogen on carbon deposition on metal surfaces | |
| JPS59222229A (en) | Iron/silicon base catalyst showing high selectivity to c2-c6alkenes in co/h2 fischer-tropsch reaction | |
| US4687753A (en) | Laser produced iron carbide-based catalysts | |
| EP3774644B1 (en) | Pyrolysis of methane with a molten salt based catalyst system | |
| GB1441671A (en) | Method of converting coal to pipeline quality gas | |
| TW200505788A (en) | Improved catalyst and process to produce nanocarbon materials in high yield and at high selectivity at reduced reaction temperatures | |
| US4668647A (en) | Iron carbide-based catalyst produced in the presence of laser radiation | |
| RU2071932C1 (en) | Method of carboneous material and hydrogen producing | |
| Anderson et al. | Studies of the Fischer—Tropsch Synthesis. VII. Nitrides of Iron as Catalysts1 | |
| JPH107928A (en) | Simultaneous preparation of hydrogen and carbon black | |
| MXPA04000860A (en) | Method for producing and purifying sodium hydride. | |
| JPH0411519B2 (en) | ||
| CA1136413A (en) | Carbonaceous material and process for producing a high btu gas from this material | |
| WO2004076594A3 (en) | Process for the conversion of feedstocks and apparatus for performing the same | |
| GB2018818A (en) | A process for preparing a methane-rich gas | |
| Trovarelli et al. | Nanophase iron carbides as catalysts for carbon dioxide hydrogenation | |
| Chaparro et al. | Selective continuous flow phenylacetylene hydrogenation over Pd-biogenic calcium carbonate | |
| Giraudon et al. | Organometallic route to dimolybdenum carbide via a low-temperature pyrolysis of a dimolybdenum alkyne complex | |
| Itkulova et al. | CO 2 reforming of methane over Co-Pd/Al 2 O 3 catalysts | |
| Shiozaki et al. | Sustainable Ni/BaTiO3 catalysts for partial oxidation of methane to synthesis gas | |
| Songsasen et al. | Preparation of carbon nanotubes by nickel catalyzed decomposition of liquefied petroleum gas (LPG) | |
| RU2086502C1 (en) | Method of carbon material and hydrogen producing | |
| EP0343921B1 (en) | Eta phase materials, methods of producing the same, and use therof as catalysts for alcohol synthesis, hydrocarbon synthesis, hydrocarbon hydrogenation and hydrocarbon converion reactions |