RU2213691C1 - Способ получения синтез-газа или обогащенной водородом газовой смеси из водно-спиртовых смесей - Google Patents
Способ получения синтез-газа или обогащенной водородом газовой смеси из водно-спиртовых смесей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2213691C1 RU2213691C1 RU2002101983/12A RU2002101983A RU2213691C1 RU 2213691 C1 RU2213691 C1 RU 2213691C1 RU 2002101983/12 A RU2002101983/12 A RU 2002101983/12A RU 2002101983 A RU2002101983 A RU 2002101983A RU 2213691 C1 RU2213691 C1 RU 2213691C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- hydrogen
- ethanol
- layer
- mixture
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 36
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 60
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 56
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 29
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 8
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims abstract description 7
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 4
- ZYBWTEQKHIADDQ-UHFFFAOYSA-N ethanol;methanol Chemical compound OC.CCO ZYBWTEQKHIADDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 8
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 abstract description 7
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 abstract description 3
- IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N ethanol;hydrate Chemical compound O.CCO IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 abstract 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N Acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N acetaldehyde Chemical compound [14CH]([14CH3])=O IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N 0.000 description 2
- 238000001666 catalytic steam reforming of ethanol Methods 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 2
- 238000012932 thermodynamic analysis Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000570 Cupronickel Inorganic materials 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- -1 bioethanol Chemical compound 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001193 catalytic steam reforming Methods 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N copper nickel Chemical compound [Ni].[Cu] YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Изобретение относится к каталитическому способу осуществления реакции паровой конверсии этанола с целью получения синтез-газа или обогащенной водородом газовой смеси, которая может использоваться в различных областях промышленности, в том числе в водородной энергетике, например, в качестве топлива для топливных элементов. Сущность изобретения: способ осуществляется в реакторе с двумя фиксированными слоями катализатора. В качестве катализатора первого слоя используют катализатор, содержащий в качестве активного компонента металл Iб группы Периодической системы (медь, серебро, золото) и/или благородный металл, выбранный из группы, состоящей из платины, палладия, рутения, родия, иридия, нанесенный на графитоподобный углеродный носитель, катализатор первого слоя содержит активный компонент в количестве не менее 0,05 мас.%. В качестве катализатора второго слоя используют катализатор, содержащий металл VIII группы Периодической системы, выбранный из группы, состоящей из никеля, платины, палладия, рутения, родия, иридия. В реакционную смесь, поступающую на второй слой катализатора, предварительно вводят кислород или двуокись углерода с концентрацией не выше 50 об.%. Изобретение позволяет повысить эффективность процесса паровой конверсии спирта путем расширения видов исходного сырья за счет использования водно-этанольных смесей, содержащих метанол, и предотвращения дезактивации катализаторов и образования побочных продуктов. 9 з.п. ф-лы, 8 табл.
Description
Изобретение относится к каталитическому способу осуществления реакции паровой конверсии этанола с целью получения синтез-газа или обогащенной водородом газовой смеси, которая может использоваться в различных областях промышленности, в том числе в водородной энергетике, например, в качестве топлива для топливных элементов.
Известно, что этанол является широко доступным возобновляемым сырьем, промышленные технологии производства которого хорошо разработаны - это, например, биохимическая переработка сахарного тростника, зерновых культур или древесины. Получаемый при этом биоэтанол представляет собой водный раствор, содержащий около 12 мас.% этанола. Особенно привлекательными были бы процессы, позволяющие перерабатывать биоэтанол без дистилляции. Таким процессом является паровая конверсия этанола для получения синтез-газа или обогащенных водородом газовых смесей.
Известно, что возможность получения водорода паровой конверсией этанола подтверждена термодинамически (K. Vasudeva, N. Mitra, P. Umasankar, D. Dhiugra, Int. J. Hydrogen Energy, Steam reforming of ethanole for hydrogen production: thermodynamic analysis, 21 (1996) 113; I. Fishtik, A. Alexander, R. Datta, D. Geana, Int. J. Energy, A thermodynamic analysis of hydrogen production by steam reforming of ethanol via response reactions 25 (2000) 31), при этом основным водородсодержащим продуктом паровой конверсии этанола при умеренных температурах является метан, тогда как при высоких температурах и больших мольных отношениях вода/этанол образуется преимущественно водородсодержащая смесь.
Известен способ паровой конверсии этанола на кобальт-содержащих катализаторах с использованием оксидных и углеродных носителей (F. Haga, T. Nakajama, H. Miya, S. Mishima, Catal. Lett. Catalytic properties of supported cobalt catalysts for steam reforming of ethanol, 48 (1997) 223). Недостатком указанного способа является образование побочных продуктов, таких как метан, метанол, этилен, ацетальдегид, диэтиловый эфир. Хорошо известно также, что в присутствии этилена образование углерода на катализаторе значительно усиливается (J.R. Rosrup-Nielsen, Catalytic steam reforming, Catalysis Science and Technology, Eds. J. R. Anderson and M. Boudart, v.5, Ch.l, Springer-Verlag, Berlin, 1984).
Известен способ получения обогащенной водородом газовой смеси паровой конверсией этанола на промотированных калием Ni- и Си-содержащих катализаторах, нанесенных на Аl2О3 (F.J. Marino, E.G. Cerrela, S. Dunalde et al., J. Hydrogen Energy, Hydrogen from steam reforming of ethanol. Characterization and performance of copper-nickel supported catalysts, 23 (1998) 1095). Основными недостатками указанного способа проведения паровой конверсии этанола в обогащенную водородом смесь являются низкая конверсия этанола, образование побочных продуктов (таких, как метан, ацетальдегид, диэтиловый эфир). Недостатком также является необходимость усложнения каталитической системы (введение калийсодержащего промотора) для уменьшения образования побочных продуктов.
Кроме того, известен способ, согласно которому процесс получения водорода проводят в реакторе с двумя фиксированными слоями катализатора с использованием катализатора Cu/SiO2 в первой стадии (S. Freni, N. Mondello, S. Cavallaro, G. Cacciola, V.N. Parmon, V.A. Sobyanin, React. Kinet. Catal. Lett. , Hydrogen production by steam reforming of ethanol two step process, 71 (2000) 143). На этой стадии из этанола образуется ацетальдегид, паровая конверсия которого на второй стадии на катализаторе Ni/MgO приводит к образованию обогащенной по водороду газовой смеси. Недостатком этого способа является быстрая дезактивация катализатора Cu/SiO2.
Наиболее близким является способ (В.Д. Беляев, В.В. Гальвита. В.Н. Пармон, Г.Л. Семин, В.А. Собянин, П.Г. Цырульников. Катализатор и способ получения синтез-газа или обогащенной водородом газовой смеси из водно-спиртовых смесей, Патент РФ 2177366, 7 В 01 J 23/40, С 01 В 3/00, 27.12.2001) получения обогащенной водородом газовой смеси в реакторе с двумя фиксированными слоями катализатора, где в качестве катализатора первого слоя используют катализатор, содержащий в качестве активного компонента металл Iб группы Периодической системы (медь, серебро, золото) и/или благородный металл, выбранный из группы, состоящей из платины, палладия, рутения, родия, иридия, нанесенный на графитоподобный углеродный носитель, а в качестве катализатора второго слоя используют катализатор, содержащий металл VIII группы Периодической системы, выбранный из группы, состоящей из никеля, платины, палладия, рутения, родия, иридия, например, используют известные промышленные никельсодержащие катализаторы конверсии метана ГИАП-16 (Справочник азотчика // Под ред. Мельникова Е.Я. М.: Химия, 1986. 512 с.). Недостатками этого способа являются наличие побочного продукта (метана), а также достаточно высокое содержание в продуктах оксида углерода, который является ядом для низкотемпературных топливных элементов. Это не позволяет использовать полученную газовую смесь для питания низкотемпературных топливных элементов без значительных затрат на снижение концентрации оксида углерода.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности процесса паровой конверсии спирта с целью получения обогащенной по водороду газовой смеси путем предотвращения дезактивации катализаторов и уменьшения образования побочных продуктов.
Поставленная задача решается способом получения синтез-газа или обогащенной водородом газовой смеси паровой конверсией спиртов в реакторе с двумя фиксированными слоями катализатора, причем в реакционную смесь, поступающую на второй слой катализатора, предварительно вводят кислород или двуокись углерода в концентрации не выше 50 об.%.
В качестве спирта используют этанол или метанол-этанольную смесь в виде водно-спиртовой смеси, имеющей концентрацию спирта от 1 до 50 об.%. Процесс в первом слое осуществляют при температуре не ниже 200oС, во втором слое - не ниже 500oС. Реакцию осуществляют при давлении не ниже 0.1 атм.
В зависимости от применяемого в первом слое катализатора процесс паровой конверсии может осуществляться двумя способами.
(1) Этанол или водно-этанольная смесь на первом слое катализатора (катализаторы: платина, палладий, рутений, родий, иридий) превращается в смесь газов СО, СН4 и Н2 по реакции
С2Н5ОН=СН4+СО+Н2, (1)
которая затем на втором слое катализаторе превращается в синтез-газ или обогащенную водородом газовую смесь по реакциям:
СН4 + 2Н2О=СО2+4Н2; (2)
Н2+CO2=CO+H2O (3)
При введении после первого слоя в реакционную смесь кислорода наряду с реакциями (2) и (3) протекает реакция (4):
СН4 + 0.5О2=СО+2Н2. (4)
(2) Этанол или водно-этанольная смесь на первом слое катализатора (катализаторы: медь, серебро, золото) превращается в ацетальдегид и водород по реакции
C2H5OH=CH3CHO+H2 (5)
и затем на втором слое катализатора смесь ацетальдегида и водорода превращается в синтез-газ или обогащенную водородом газовую смесь по реакциям
CH3CHO+3H2O=2CO2+5H2 (6)
H2+CO2=CO+H2O. (7)
При введении после первого слоя в реакционную смесь кислорода наряду с реакциями (6) и (7) протекает реакция (8)
CH3CHO+0.5O2=2CO+2H2. (8)
Реакцию паровой конверсии этанола проводят в проточном реакторе с двумя фиксированными слоями катализатора. Реактор представлял собой кварцевую трубку с внутренним диаметром 8 мм. Слои состояли из 0.5-1 г катализатора, смешанного с 5 г инертного материала SiC. Объемная скорость варьируется в интервале 1000-100000 час-1, температура первого слоя - 200-450oС, температура второго слоя 650-800oС. Реакция протекает в интервале давлений 1-10 атм. Реакционная газовая смесь имеет состав от 1 до 50 об.% С2Н5ОН в Н2О. Все представленные данные получены после работы катализаторов в течение 25 часов.
С2Н5ОН=СН4+СО+Н2, (1)
которая затем на втором слое катализаторе превращается в синтез-газ или обогащенную водородом газовую смесь по реакциям:
СН4 + 2Н2О=СО2+4Н2; (2)
Н2+CO2=CO+H2O (3)
При введении после первого слоя в реакционную смесь кислорода наряду с реакциями (2) и (3) протекает реакция (4):
СН4 + 0.5О2=СО+2Н2. (4)
(2) Этанол или водно-этанольная смесь на первом слое катализатора (катализаторы: медь, серебро, золото) превращается в ацетальдегид и водород по реакции
C2H5OH=CH3CHO+H2 (5)
и затем на втором слое катализатора смесь ацетальдегида и водорода превращается в синтез-газ или обогащенную водородом газовую смесь по реакциям
CH3CHO+3H2O=2CO2+5H2 (6)
H2+CO2=CO+H2O. (7)
При введении после первого слоя в реакционную смесь кислорода наряду с реакциями (6) и (7) протекает реакция (8)
CH3CHO+0.5O2=2CO+2H2. (8)
Реакцию паровой конверсии этанола проводят в проточном реакторе с двумя фиксированными слоями катализатора. Реактор представлял собой кварцевую трубку с внутренним диаметром 8 мм. Слои состояли из 0.5-1 г катализатора, смешанного с 5 г инертного материала SiC. Объемная скорость варьируется в интервале 1000-100000 час-1, температура первого слоя - 200-450oС, температура второго слоя 650-800oС. Реакция протекает в интервале давлений 1-10 атм. Реакционная газовая смесь имеет состав от 1 до 50 об.% С2Н5ОН в Н2О. Все представленные данные получены после работы катализаторов в течение 25 часов.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
Паровую конверсию этанола в обогащенную водородом смесь проводят при атмосферном давлении в проточном реакторе с двумя фиксированными слоями катализатора. Процесс в первом слое осуществляют на катализаторе 1 мас.% Pd/C при температуре 330oС, объемной скорости 2200 ч-1 и атмосферном давлении. Реакционная смесь состоит из 11.2 об.% С2Н5ОН+88,8 об.% Н2О. После первого слоя в газовую смесь вводится 3 об.% О2. Второй слой содержит промышленный катализатор ГИАП-16 в количестве 1 г. Полученные результаты приведены в таблице 1. Данные из прототипа приведены в таблице 1а.
Пример 2.
Паровую конверсию этанола в обогащенную водородом смесь проводят при атмосферном давлении в проточном реакторе с двумя фиксированными слоями катализатора. Первый слой содержит катализатор 15 мас.% Сu/С, и процесс на нем осуществляют при температуре 340oС, объемной скорости 100000 ч-1 и атмосферном давлении. Реакционная смесь состоит из 15.3 об.% C2H5OH+84.7 об.% H2O. После первого слоя в газовую смесь вводится 3.5 об.% О2. Второй слой содержит промышленный катализатор ГИАП-16 в количестве 1 г. Полученные результаты приведены в таблице 2. данные из прототипа приведены в таблице 2а.
Пример 3.
Паровую конверсию этанол-метанольной смеси в обогащенную водородом смесь проводят при атмосферном давлении в проточном реакторе с двумя фиксированными слоями катализатора. Реакционная газовая смесь состоит из 10 об.% С2Н5OН+10 об. % СН2ОН+80 об.% Н2О. Первый слой содержит катализатор 1 мас.% Pd/C, и на нем осуществляют процесс паровой конверсии при температуре 330oС и объемной скорости подачи смеси 2200 ч-1. После первого слоя в газовую смесь вводится 3.5 об.% О2. Второй слой содержит промышленный катализатор ГИАП-16 в количестве 1 г. Полученные результаты приведены в таблице 3. Данные из прототипа приведены в таблице 3а.
Пример 4.
Паровую конверсию этанола в обогащенную водородом смесь проводят при атмосферном давлении в проточном реакторе с двумя фиксированными слоями катализатора. Процесс в первом слое осуществляют на катализаторе 1 мас.% Pd/C при температуре 330oС, объемной скорости 2200 ч-1 и атмосферном давлении. Реакционная смесь состоит из 10 об.% C2H5OH+90 об.% Н2О. После первого слоя в реакционную смесь вводится 4 об.% О2. Второй слой содержит промышленный катализатор ГИАП-16 в количестве 1 г. Полученные результаты приведены в таблице 4.
Пример 5.
Паровую конверсию этанола в обогащенную водородом смесь проводят при атмосферном давлении в проточном реакторе с двумя фиксированными слоями катализатора. Процесс в первом слое осуществляют на катализаторе 1 мас.% Pd/C при температуре 330oС, объемной скорости 2400 ч-1 и атмосферном давлении. Реакционная смесь состоит из 11.2 об.% С2Н5OН+88.8 об.% H2O. После первого слоя в реакционную смесь вводится 3 об.% СО2. Второй слой содержит промышленный катализатор ГИАП-16 в количестве 1 г. Полученные результаты приведены в таблице 5.
Приведенные примеры демонстрируют высокую активность, селективность и стабильность работы предлагаемых катализаторов в процессе конверсии водно-спиртовых смесей в обогащенную водородом газовую смесь.
Предлагаемый способ переработки этанола, в том числе и биоэтанола, в обогащенную водородом газовую смесь позволяет использовать водноспиртовые смеси без их дистилляции, что имеет важное технологическое значение. Катализаторы имеют широкую возможность варьирования их химического состава. Предлагаемый способ позволяет снизить образование побочных продуктов, а также продуктов, являющихся ядами для низкотемпературных топливных элементов.
Claims (10)
1. Способ получения синтез-газа или обогащенной водородом газовой смеси паровой конверсией спиртов в реакторе с двумя фиксированными слоями катализатора, в качестве катализатора первого слоя используют катализатор, содержащий в качестве активного компонента металл Iб группы Периодической системы и/или благородный металл, нанесенный на графитоподобный углеродный носитель, а в качестве катализатора второго слоя используют катализатор, содержащий металл VIII группы Периодической системы, отличающийся тем, что в реакционную смесь, поступающую на второй слой катализатора, предварительно вводят кислород или двуокись углерода с концентрацией не выше 50 об.%.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что катализатор первого слоя содержит металл, выбранный из группы, состоящей из меди, серебра, золота.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что катализатор первого слоя содержит металл, выбранный из группы, состоящей из платины, палладия, рутения, родия, иридия.
4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что катализатор первого слоя содержит активный компонент в количестве не менее 0,05 мас.%.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что катализатор второго слоя содержит металл, выбранный из группы, состоящей из никеля, платины, палладия, рутения, родия, иридия.
6. Способ по пп.1-5, отличающийся тем, что в качестве спирта используют этанол или метанол-этанольную смесь.
7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что процесс в первом слое осуществляют при температуре не ниже 200oС.
8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что процесс во втором слое осуществляют при температуре не ниже 500oС.
9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что реакцию осуществляют при давлении не ниже 0,1 атм.
10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что спирт используют в виде водно-спиртовой смеси, имеющей концентрацию от 1 до 50 об.%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002101983/12A RU2213691C1 (ru) | 2002-01-21 | 2002-01-21 | Способ получения синтез-газа или обогащенной водородом газовой смеси из водно-спиртовых смесей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002101983/12A RU2213691C1 (ru) | 2002-01-21 | 2002-01-21 | Способ получения синтез-газа или обогащенной водородом газовой смеси из водно-спиртовых смесей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2213691C1 true RU2213691C1 (ru) | 2003-10-10 |
Family
ID=31988737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002101983/12A RU2213691C1 (ru) | 2002-01-21 | 2002-01-21 | Способ получения синтез-газа или обогащенной водородом газовой смеси из водно-спиртовых смесей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2213691C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2443764C1 (ru) * | 2010-07-05 | 2012-02-27 | Учреждение Российской Академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН (ИК СО РАН) | Способ работы устройства подготовки попутных нефтяных газов для использования в энергоустановках |
| RU2496578C1 (ru) * | 2012-09-05 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский национальный исследовательский университет" (НГУ) | Катализатор для термохимической рекуперации тепла в гибридной силовой установке |
-
2002
- 2002-01-21 RU RU2002101983/12A patent/RU2213691C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2443764C1 (ru) * | 2010-07-05 | 2012-02-27 | Учреждение Российской Академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН (ИК СО РАН) | Способ работы устройства подготовки попутных нефтяных газов для использования в энергоустановках |
| RU2496578C1 (ru) * | 2012-09-05 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский национальный исследовательский университет" (НГУ) | Катализатор для термохимической рекуперации тепла в гибридной силовой установке |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Choudhary et al. | CO-free fuel processing for fuel cell applications | |
| Freni et al. | Hydrogen production by steam reforming of ethanol: a two step process | |
| Iwasa et al. | Methanol synthesis from CO 2 under atmospheric pressure over supported Pd catalysts | |
| JP3499257B2 (ja) | 炭化水素の接触部分酸化法 | |
| US7150866B2 (en) | Catalyst for autothermal reforming of hydrocarbons with increased water gas shift activity | |
| US6652830B2 (en) | Catalysts reactors and methods of producing hydrogen via the water-gas shift reaction | |
| US20040198845A1 (en) | Selective removal of oxygen from syngas | |
| RU2248931C2 (ru) | Способ получения газа, обогащенного водородом и/или оксидом углерода | |
| US6911193B2 (en) | Integration of mixed catalysts to maximize syngas production | |
| DK3034485T3 (en) | Reaction of carbon dioxide with hydrogen using a permselective membrane | |
| US7332147B2 (en) | Process for reforming hydrocarbons with carbon dioxide by the use of a selectively permeable membrane reactor | |
| EP1694441B1 (en) | Selective methanation of carbon monoxide in a hydrogen-rich fuel stream | |
| Inui et al. | Catalytic combustion of natural gas as the role of on-site heat supply in rapid catalytic CO2 H2O reforming of methane | |
| Igarashi et al. | Low-temperature steam reforming of n-butane over Rh and Ru catalysts supported on ZrO 2 | |
| US8128896B2 (en) | Permselective membrane type reactor | |
| RU2250873C2 (ru) | Способ каталитического предварительного реформинга углеводородного сырья, содержащего высшие углеводороды | |
| CN118401465A (zh) | 高压nh3重整以及nh3作为烃/co2重整的共同进料的联合重整 | |
| RU2213691C1 (ru) | Способ получения синтез-газа или обогащенной водородом газовой смеси из водно-спиртовых смесей | |
| US20070253893A1 (en) | Selective CO methanation catalysis | |
| RU2177366C1 (ru) | Катализатор и способ получения синтез-газа или обогащенной водородом газовой смеси из водно-спиртовых смесей | |
| JP4391521B2 (ja) | 水素リッチ流の製造方法 | |
| Nishimoto et al. | Partial Oxidation of Methane to Synthesis Gas Over Ru-Loaded Y 2 O 3 Catalyst | |
| Basile et al. | Hydrogen production by ethanol steam reforming: experimental study of a Pd-Ag membrane reactor and traditional reactor behaviour | |
| JPH04331704A (ja) | 一酸化炭素および水素を含有する合成ガスの製造方法 | |
| Goula et al. | Hydrogen production over a commercial Pd/Al 2 O 3 catalyst for fuel cell utilization |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140122 |