Голосман Евгений Зиновьевич, доктор химических наук, главный научный сотрудник
301660, г. Новомосковск, Тульская область, ул. Связи, д. 10
Evgeniy Z. Golosman, Dr. of Sci. (Chemistry), Main Researcher
10, Svyazi ul., Novomoskovsk, Tula oblast, 301660
Ефремов Василий Николаевич, кандидат технических наук, главный специалист по катализаторам
301660, г. Новомосковск, Тульская область, ул. Связи, д. 10
Vasiliy N. Efremov, Cand. of Sci. (Engineering), Main Specialist on Catalysts
10, Svyazi ul., Novomoskovsk, Tula oblast, 301660
Кашинская Анна Вячеславовна, заведующая лабораторией физико-химических исследований
301660, г. Новомосковск, Тульская область, ул. Связи, д. 10
Anna V. Kashinskaya, Head of the Laboratory of Physical and Chemical Research
10, Svyazi ul., Novomoskovsk, Tula oblast, 301660
Objectives. This study is devoted to developing new-generation nickel (Ni) catalysts for the purification of a nitrogen–hydrogen mixture from carbon oxides, which should encompass the best qualities of the NIAP-07-series solid catalysts.
Methods. This study used derivatographic and radiographic methods; temperature-programmed recovery, decomposition, and joint temperature-programmed decomposition and recovery; and low-temperature nitrogen adsorption (specific surface determination). The mechanical strength of catalysts was determined using an MP-2C device by crushing granules with an applied load on the end face. The chemical composition and catalytic activity were determined by the methods of TU 2178-003-00209510 Technical Conditions.
Results. Many studies regarding Ni–aluminum (Al)–calcium (Ca) methanation catalyst at all stages of its preparation have been conducted. It is demonstrated that Ni hydrocarboxyaluminate, a precursor of the active component of the catalyst, is formed when Ni hydroxocarbonate is mixed with active alumina in the presence of an aqueous solution of ammonia, and its chemical formula is established. Moreover, it was found that the mechanical strength of the catalyst is determined by the amount of industrial Ca aluminate added to the Ni–Al composition. The compositions of catalysts with different contents of the active component have been optimized.
Conclusions. The developed catalyst has a low activation temperature and high catalytic activity, thermal stability, and mechanical strength and is resistant to organic and alkaline carbon dioxide absorbers. The catalyst can be produced in the form of a ring, cylindrical tablets, and extrudates of various geometric sizes. The methanation unit at Stavrolen (Budennovsk, Stavropol krai, Russia) has begun commercially operating the catalyst.
Цели. Настоящее исследование посвящено разработке никелевого катализатора нового поколения для очистки азотоводородной смеси от оксидов углерода, который должен аккумулировать лучшие качества контактов серии НИАП-07.
Методы. Использованы дериватографический и рентгенографический методы анализа; методы температурно-программированного восстановления, разложения и совместного температурно-программированного разложения и восстановления; низкотемпературная адсорбция азота (определение удельной поверхности). Механическая прочность определялась на приборе МП-2С раздавливанием гранул с приложением нагрузки на торец. Химический состав и каталитическую активность определяли по методикам ТУ 2178-003-00209510.
Результаты. Выполнены исследования никельалюмокальциевого катализатора метанирования на всех стадиях его приготовления. Показано, что при смешении гидроксокарбоната никеля с активным оксидом алюминия в присутствии водного раствора аммиака происходит образование гидросокарбоалюмината никеля, являющегося предшественником активного компонента катализатора, и установлена его химическая формула. Обнаружено, что величина механической прочности катализатора определяется количеством технического алюмината кальция, добавляемого в Ni–Al композицию. Оптимизированы составы катализатора, имеющего различное содержание активного компонента.
Выводы. Разработанный катализатор имеет пониженную температуру активации, высокую каталитическую активность и термостабильность, большую механическую прочность, устойчивость к воздействию органических и щелочных абсорбентов-поглотителей углекислого газа. Катализатор может изготавливаться в форме кольца, цилиндрических таблеток и экструдатов с различными геометрическими размерами. Начата промышленная эксплуатация катализатора в установке метанирования ООО «Ставролен», г. Буденновск, Ставропольский край, Россия.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.