Тезисы докладов - Институт катализа им. Г.К. Борескова

УМН-9
Мы исследовали каталитические свойства широкого круга образцов
с целью выявления наиболее эффективного катализатора. Для оптимизированного
по составу высокоактивного (GHSV = 6000-13000 ч -1 ) никельсодержащего
катализатора в узкой температурной области
(190-210 о С) было получено необходимое содержание СО (10-20 ppm)
при высокой предпочтительности (более 30%), а длительные непрерывные
испытания в течение 320 часов показали, что катализатор не
имеет тенденции к ухудшению свойств. Эти эксперименты проводили в
кинетической области на гранулах катализатора размером 0,25-0,5 мм.
Однако было установлено, что при переходе на более крупные
гранулы размером 2-3 мм и тем более таблетки 5х5 мм, происходит
резкое уменьшение селективности, то есть количество метана, полученного
гидрированием СО 2 , возрастает в несколько раз. Такое
уменьшение селективности является следствием влияния внутренней
диффузии на соотношение СО/СО 2 вблизи поверхности катализатора.
Следовательно, для реализации селективного процесса
требуется обеспечить условия интенсивного массообмена.
Решением проблемы может быть создание каталитически активного
материала, в котором обеспечивается стабилизация мелких
гранул катализатора, омываемых потоком газа, и обладающего необходимой
прочностью. Вторым существенным требованием к такому
материалу является высокая теплопроводность, которая
должна обеспечить отсутствие заметного перепада температуры в
слое катализатора, поскольку селективное гидрирование СО происходит
только в узкой температурной области. Для обеспечения
протекания реакции в кинетической области предлагается использовать
проницаемый композитный материал (ПКМ), состоящий из
каталитически активного компонента, металлической меди и порообразующего
компонента. В ПКМ стабилизированы омываемые газом
гранулы катализатора размером 100-200 мкм. ПКМ имеет высокую
проницаемость (300 мДарси), которая обеспечивается
системой транспортных пор размером 2-20 мкм. Высокая прочность
и теплопроводность 5÷10 Вт/м/К обеспечивается металлическим
каркасом. Одной из возможных геометрических форм является
полый цилиндр с радиальным направлением потока газа
(Рисунок 1). Лабораторные испытания первых образцов ПКМ показали
перспективность предлагаемого подхода. Приведенные на Рисунке
2 зависимости содержания СО на выходе и предпочтительности
показывают, что в области температур 200-220 о С ПКМ
обеспечивают эффективную очистку.
45