Носитель для катализатора из оксида алюминия и способ его получения, катализатор на его основе и способ каталитического получения синтез-газа (варианты) - RU2005118765A

Реферат

1. Носитель для катализатора, стабильный при высоких температурах, отличающийся тем, что он содержит фазу оксида алюминия, выбранную из группы, включающей альфа-оксид алюминия, тета-оксид алюминия и их комбинацию, и алюминат по крайней мере одного редкоземельного металла, с молярным соотношением алюминия к редкоземельному металлу более 5, и в количестве от приблизительно 1 мас.% до приблизительно 50 мас.% в расчете на общую массу носителя.

2. Носитель по п.1, отличающийся тем, что количество редкоземельного алюмината составляет от 5 до 50 мас.% в расчете на общую массу носителя.

3. Носитель п.1, отличающийся тем, что редкоземельный металл выбран из группы, включающей лантан, неодим, празеодим, церий, самарий и их комбинации.

4. Носитель по п.3, отличающийся тем, что редкоземельным металлом является лантан.

5. Носитель по п.4, отличающийся тем, что количество лантана составляет от приблизительно 1 мас.% до приблизительно 10 мас.% в расчете на массу носителя.

6. Носитель по п.1, отличающийся тем, что редкоземельный алюминат дополнительно содержит элемент 1-14 групп Периодической системы.

7. Носитель по п.6, отличающийся тем, что элементом 1-14 групп Периодической системы являются элемент, выбранный из группы, включающей никель, магний, барий, калий, натрий, марганец, второй редкоземельный металл и их комбинации.

8. Носитель по п.1, отличающийся тем, что редкоземельный алюминат и фаза оксида алюминия представляют собой тщательно перемешанную смесь.

9. Носитель по п.1, отличающийся тем, что редкоземельный алюминат по крайней мере частично покрывает фазу оксида алюминия.

10. Носитель по п.1, отличающийся тем, что структура редкоземельного алюмината включает структуру гексаалюмината, структуру бета-алюмината или их комбинацию.

11. Носитель по п.1, отличающийся тем, что редкоземельный алюминат характеризуется химической формулой LnAl_yO_z, где у равно от 11 до 14, z равно от 18 до 23, a Ln включает лантан, неодим, празеодим, самарий, церий или их комбинацию.

12. Носитель по п.1, отличающийся тем, что редкоземельный алюминат характеризуется химической формулой MAl_yO_z, где у равно от 11 до 12, z равно от 18 до 19, а М включает комбинацию лантана и самария.

13. Носитель по п.1, отличающийся тем, что редкоземельный алюминат включает гексаалюминат лантана.

14. Носитель по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит редкоземельный алюминат, в котором соотношение алюминия к редкоземельному металлу составляет менее 2:1.

15. Носитель по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит редкоземельный алюминат со структурой перовскита.

16. Носитель по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксид упомянутого редкоземельного металла.

17. Носитель по п.1, отличающийся тем, что его удельная площадь поверхности составляет более 2 м²/г.

18. Носитель по п.1, отличающийся тем, что его удельная площадь поверхности составляет менее 30 м²/г.

19. Носитель по п.1, отличающийся тем, что он содержит от приблизительно 1 мас.% до приблизительно 10 мас.% редкоземельного металла.

20. Носитель по п.1, отличающийся тем, что он получен пропиткой алюминий-содержащего предшественника раствором редкоземельного металла и прокаливанием при температуре более 1000°С.

21. Носитель по п.20, отличающийся тем, что алюминий-содержащий предшественник включает соединение алюминия, выбранное из группы, включающей байерит, гиббсит, бемит, псевдобемит, боксит, гамма-оксид алюминия, дельта-оксид алюминия, хи-оксид алюминия, ро-оксид алюминия, каппа-оксид алюминия, эта-оксид алюминия, тета-оксид алюминия и их комбинации.

22. Носитель по п.20, отличающийся тем, что алюминийсодержащий предшественник включает по крайней мере один переходный оксид алюминия, выбранный из группы, включающей гамма-оксид алюминия, дельта-оксид алюминия, хи-оксид алюминия, ро-оксид алюминия, каппа-оксид алюминия, эта-оксид алюминия и тета-оксид алюминия.

23. Носитель по п.20, отличающийся тем, что алюминийсодержащий предшественник в основном содержит гамма-оксид алюминия.

24. Носитель по п.23, отличающийся тем, что прокаливание осуществлено при температуре от 1000 до 1600°С.

25. Носитель по п.24, отличающийся тем, что прокаливание осуществлено при температуре от 1100 до 1400°С.

26. Способ получения термически стабильного носителя для катализатора на основе алюминия, содержащего от приблизительно 1 мас.% до приблизительно 50 мас.% редкоземельного алюмината, отличающийся тем, что осуществляют пропитку алюминий-содержащего предшественника раствором редкоземельного металла, его сушку и затем прокаливание в условиях, эффективных для превращения части упомянутого алюминий-содержащего предшественника в фазу оксида алюминия, включающую альфа-оксид алюминия, тета-оксид алюминия или их комбинации, и превращения остальной части упомянутого алюминий-содержащего предшественника в редкоземельный алюминат с молярным соотношением алюминия к редкоземельному металлу более 5, посредством взаимодействия с по крайней мере с частью упомянутого редкоземельного металла.

27. Способ по п.26, отличающийся тем, что алюминий-содержащий предшественник включает соединение алюминия, выбранное из группы, включающей байерит, гиббсит, бемит, псевдобемит, боксит, гамма-оксид алюминия, дельта-оксид алюминия, хи-оксид алюминия, ро-оксид алюминия, каппа-оксид алюминия, эта-оксид алюминия, тета-оксид алюминия и их комбинации.

28. Способ по п.26, отличающийся тем, что алюминий-содержащий предшественник включает переходный оксид алюминия, выбранный из группы, включающей гамма-оксид алюминия, дельта-оксид алюминия, хи-оксид алюминия, ро-оксид алюминия, каппа-оксид алюминия, эта-оксид алюминия и тета-оксид алюминия и их комбинации.

29. Способ по п.26, отличающийся тем, что алюминий-содержащий предшественник в основном включает гамма-оксид алюминия.

30. Способ по п.26, отличающийся тем, что рокаливание осуществляют при температуре от 1000 до 1600°С.

31. Способ по п.30, отличающийся тем, что прокаливание осуществляют при температуре от 1100 до 1400°С.

32. Способ по п.26, отличающийся тем, что редкоземельный металл выбирают из группы, включающей лантан, неодим, празеодим, церий и их комбинации.

33. Способ по п.26, отличающийся тем, что редкоземельный алюминат содержит лантан.

34. Способ по п.26, отличающийся тем, что прокаливание осуществляют в условиях, эффективных для превращения части раствора редкоземельного металла в оксид упомянутого редкоземельного металла, содержащий в основном атомы редкоземельного металла и атомы кислорода.

35. Способ по п.26, отличающийся тем, что раствор редкоземельного металла содержит более одного редкоземельного металла.

36. Способ по п.26, отличающийся тем, что редкоземельный алюминат включает структуру гексаалюмината, структуру бета-алюмината или их комбинацию.

37. Способ по п.26, отличающийся тем, что редкоземельным алюминатом является гексаалюминат лантана.

38. Способ по п.26, отличающийся тем, что полученный носитель для катализатора содержит от приблизительно 0,5 мас.% до приблизительно 10 мас.% редкоземельного металла в расчете на общую массу носителя.

39. Способ по п.26, отличающийся тем, что полученный носитель для катализатора содержит от приблизительно 5 мас.% до приблизительно 50 мас.% редкоземельного алюмината в расчете на общую массу носителя.

40. Катализатор частичного окисления, содержащий активный компонент, выбранный из группы, включающей родий, иридий, платину, палладий и рутений, и носитель, состоящий из фазы оксида алюминия, выбранной из группы, включающей альфа-оксид алюминия, тета-оксид алюминия и их комбинации, а также алюмината по крайней мере одного редкоземельного металла с молярным соотношением алюминия к редкоземельному металлу более 5, в количестве от приблизительно 1 мас.% до приблизительно 50 мас.% в расчете на общую массу носителя.

41. Катализатор по п.40, в котором редкоземельный алюминат включает структуру гексаалюмината, структуру бета-алюмината или их комбинации.

42. Катализатор по п.40, в котором редкоземельный алюминат включает гексаалюминат лантаноида.

43. Катализатор по п.42, в котором лантаноид выбран из группы, включающей лантан, неодим, празеодим и их комбинации.

44. Катализатор по п.42, в котором лантаноидом является лантан.

45. Катализатор по п.40, в котором редкоземельный металл выбирают из группы, включающей лантан, неодим, празеодим и их комбинации.

46. Катализатор по п.40, в котором редкоземельный алюминат содержит лантан.

47. Катализатор по п.40, в котором редкоземельный алюминат содержит более одного редкоземельного металла.

48. Катализатор по п.40, в котором носитель характеризуется удельной площадью поверхности более 2 м²/г.

49. Катализатор по п.40, в котором носитель содержит от приблизительно 5 мас.% до приблизительно 50 мас.% редкоземельного алюмината в расчете на общую массу носителя.

50. Способ получения синтез-газа, отличающийся тем, что в присутствии катализатора осуществляют взаимодействие потока газообразных углеводородов и потока, содержащего кислород, с образованием потока продуктов, содержащего СО и Н₂, причем упомянутый катализатор содержит активный компонент, выбранный из группы, включающей родий, иридий, платину, палладий и рутений и их комбинации, и носитель, содержащий редкоземельный алюминат с молярным соотношением алюминия к редкоземельному металлу более 5:1.

51. Способ по п.50, отличающийся тем, что носитель содержит от приблизительно 1 мас.% до приблизительно 50 мас.% редкоземельного алюмината в расчете на общую массу носителя.

52. Способ по п.50, отличающийся тем, что редкоземельный металл выбирают из группы, включающей лантан, неодим, празеодим, церий и их комбинации.

53. Способ по п.50, отличающийся тем, что редкоземельный алюминат содержит лантан.

54. Способ по п.50, отличающийся тем, что носитель содержит от приблизительно 1 мас.% до приблизительно 10 мас.% лантана в расчете на общую массу носителя.

55. Способ по п.50, отличающийся тем, что редкоземельный алюминат содержит лантан и самарий.

56. Способ по п.50, отличающийся тем, что носитель дополнительно содержит фазу оксида алюминия, выбранную из группы, включающей альфаоксид алюминия, тета-оксид алюминия и их комбинации.

57. Способ по п.56, отличающийся тем, что редкоземельный алюминат и фазу оксида алюминия тщательно перемешивают.

58. Способ по п.56, отличающийся тем, что редкоземельный алюминат по крайней мере частично покрывает фазу оксида алюминия.

59. Способ по п.50, отличающийся тем, что редкоземельный алюминат включает структуру гексаалюмината, структуру бета-алюмината или их комбинации.

60. Способ по п.50, отличающийся тем, что редкоземельный алюминат включает гексаалюминат лантана.

61. Способ по п.50, отличающийся тем, что носитель содержит от приблизительно 1 мас.% до приблизительно 10 мас.% редкоземельного металла.

62. Способ по п.50, отличающийся тем, что превращение осуществляют при ССПГ от приблизительно 20000 ч^-1 до приблизительно 100000000 ч^-1.

63. Способ по п.50, отличающийся тем, что превращение осуществляют при температуре от приблизительно 350°С до приблизительно 2000°С.

64. Способ по п.50, отличающийся тем, что превращение осуществляют при давлении от приблизительно 100 кПа до приблизительно 4000 кПа.

65. Способ по п.50, отличающийся тем, что поток углеводородов включает природный газ.

66. Способ по п.50, отличающийся тем, что поток углеводородов включает в основном метан.

67. Способ по п.50, отличающийся тем, что катализатор содержит родий.

68. Способ по п.67, отличающийся тем, что катализатор содержит от приблизительно 0,5 мас.% до приблизительно 10 мас.% родия.

69. Способ по п.67, отличающийся тем, что катализатор характеризуется площадью поверхности родия более 0,5 м²/г.

70. Способ по п.67, отличающийся тем, что катализатор дополнительно содержит самарий.

71. Способ по п.50, отличающийся тем, что катализатор характеризуется степенью конверсии углеводорода, равной или более приблизительно 85%.

72. Способ по п.50, отличающийся тем, что катализатор характеризуется селективностью в отношении водорода, равной или более приблизительно 85%.

73. Способ по п.50, отличающийся тем, что поток продуктов включает СО и Н₂ с молярным соотношением Н₂/СО от приблизительно 1,4:1 до 2,3:1.

74. Способ по п.50, отличающийся тем, что по крайней мере часть потока продуктов, включающего СО и H₂, превращают в углеводороды.

75. Способ получения синтез-газа, отличающийся тем, что в присутствии катализатора осуществляют превращение потока газообразных углеводородов и потока, содержащего кислород, в поток продуктов, включающий СО и H₂, причем упомянутый катализатор включает активный компонент, выбранный из группы, включающей родий, иридий, платину, палладий, рутений или их комбинацию, и носитель, включающий тета-оксид алюминия.