Способ разложения пероксида водорода под давлением и устройство для нагрева оборудования

Номер патента: 5700

Опубликовано: 28.04.2005

Автор: Рекьем Бенуа

Есть еще 3 страницы.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ разложения пероксида водорода, в котором пероксид водорода разлагают под давлением не менее 20 бар с использованием твердого катализатора, содержащего по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из марганца, ванадия, палладия и их смесей.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что давление составляет по меньшей мере 80 бар.

3. Способ по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что катализатор содержит марганец и/или палладий.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что катализатор содержит частично окисленный марганец.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что катализатор наносят на подложку из материала, инертного в условиях реакции.

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что используют нанесенный на подложку катализатор на основе палладия или в смеси палладия с одним или несколькими элементами, выбранными из группы, состоящей из платины, золота или иридия.

7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что пероксид водорода используют в виде водного раствора.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что водный раствор содержит менее 90% и предпочтительно менее 70% по массе пероксида водорода.

9. Способ по одному из пп.7 или 8, отличающийся тем, что раствор является стабилизированным.

10. Способ по любому из пп.1-9, применяемый для получения тепла, кислорода и/или пара.

11. Устройство для нагрева оборудования, содержащее камеру разложения реактива, оснащенную средствами подачи пероксида водорода, содержащую твердый катализатор, содержащий по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из марганца, ванадия, палладия и их смесей, и находящуюся в тепловом контакте с нагреваемым оборудованием; и средства удаления продуктов реакции разложения.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что дополнительно содержит средства нагнетания продувочной текучей среды внутрь камеры разложения.

13. Устройство по одному из пп.11 или 12, отличающееся тем, что на внутреннюю стенку камеры разложения нанесено покрытие из материала, стойкого к повышенным температурам.

14. Устройство по любому из пп.11-13, отличающееся тем, что катализатор содержит марганец и/или палладий.

15. Способ работы устройства по любому из пп.11-14, согласно которому в камере разложения реактива создают давление не менее 20 бар.

16. Способ работы по п.15, согласно которому в камере разложения реактива создают давление не менее 80 бар.

 

Текст

Смотреть все

005700 Настоящее изобретение относится к способу разложения пероксида водорода при повышенном давлении, в частности, с целью использования получаемого тепла для нагрева оборудования, а также устройства для нагрева оборудования, такого как нефтедобывающее оборудование. Известно, что разложение пероксида водорода может быть катализировано при атмосферном давлении с использованием некоторых переходных металлов, таких как железо, хром, серебро, платина и др. Кроме того, в статье под названием Применение пероксида водорода в нефтяной промышленности Джека Х. Бейлесса, опубликованной в журнале World Oil в мае 2000 г., раскрывается использование в нефтяной промышленности экзотермии разложения пероксида водорода в присутствии катализатора для получения тепла с целью нагрева оборудования. Однако в данной статье отсутствует информация о природе применяемого катализатора. В ней не раскрыто также устройство, обеспечивающее практическую возможность такого использования разложения пероксида водорода. Вместе с тем, для рассматриваемого варианта применения реакция разложения пероксида водорода,как правило, должна осуществляться под давлением, и было установлено, что твердые катализаторы,такие как оксид железа, серебро и платина в виде металлической сетки, оказываются не эффективными и/или быстро теряют свою активность при повышенном давлении. Кроме того, обычные катализаторы,такие как растворимые производные от CrIII, FeII или FeIII, используемые обычно в жидком виде, трудно использовать для способа в непрерывном режиме. Они должны нагнетаться отдельно от пероксида водорода, чтобы избежать разложения пероксида водорода во впускном трубопроводе, и быстро теряют эффективность, так как удаляются из установки при помощи кислорода и/или пара, получаемого в результате реакции. В связи с этим ведется поиск твердых катализаторов, сохраняющих эффективность даже при высоких значениях давления. Первой задачей настоящего изобретения является разработка способа, обеспечивающего разложение пероксида водорода в условиях повышенного давления, в частности, при значениях давления, превышающих 20 бар. В связи с этим объектом настоящего изобретения является способ разложения пероксида водорода при повышенном давлении, в котором пероксид водорода разлагается под давлением не менее 20 бар при помощи твердого катализатора, содержащего (в качестве главного активного компонента) по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из марганца, ванадия, палладия и их смесей. Согласно варианту реализации давление, по меньшей мере, равно 80 бар. Согласно варианту реализации катализатор содержит марганец и/или палладий. Согласно варианту реализации катализатор содержит частично окисленный марганец. Согласно варианту реализации катализатор наносится на подложку из материала, инертного в условиях реакции. Согласно варианту реализации наносимый на подложку катализатор является катализатором только на основе палладия или в смеси с одним или несколькими элементами, выбираемыми из группы, включающей в себя платину, золото или иридий. Согласно варианту реализации пероксид водорода применяют в виде водного раствора. Согласно варианту реализации водный раствор содержит менее 90%, предпочтительно менее 70 мас.% пероксида водорода. Согласно варианту реализации раствор стабилизируют. Согласно варианту реализации способ в соответствии с настоящим изобретением может применяться для получения тепла, кислорода и/или пара. Второй задачей настоящего изобретения является выполнение устройства, обеспечивающего использование экзотермии разложения пероксида водорода для нагрева оборудования. В связи с этим объектом настоящего изобретения является устройство для нагрева оборудования,содержащее камеру разложения реактива, оборудованную средствами подачи реактива, содержащую твердый катализатор, содержащий по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из марганца, ванадия, палладия и их смесей, и имеющую форму, обеспечивающую взаимодействие с формой нагреваемого оборудования; и средства удаления продуктов, получаемых в результате реакции разложения. Согласно варианту реализации устройство содержит средства нагнетания продувочной текучей среды внутрь камеры разложения. Согласно варианту реализации на внутреннюю стенку камеры разложения наносят материал, стойкий к повышенным температурам. Согласно варианту реализации катализатор содержит марганец и/или палладий. Согласно варианту реализации устройство применяют при давлении, по меньшей мере, равном 20 бар, предпочтительно по меньшей мере равном 80 бар. Другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых-1 005700 фиг. 1 - схематическое изображение первого варианта выполнения устройства в соответствии с настоящим изобретением, применяемого для удаления осадков в виде гидратов газов или парафинов в трубопроводе для подачи углеводородов; фиг. 2 - схематическое изображение второго варианта выполнения устройства в соответствии с настоящим изобретением, применяемого для удаления осадков в виде гидратов газов или парафинов в верхней части подводной нефтедобывающей скважины; фиг. 3 - изображение изменения температуры в зависимости от времени во время разложения пероксида водорода при повышенном давлении с различными количествами катализатора из нанесенного на подложку палладия; фиг. 4 - изображение изменения температуры в зависимости от времени во время разложения пероксида водорода при повышенном давлении с использованием катализатора из нанесенного на подложку палладия для различных значений давления; фиг. 5 - изображение изменения температуры в зависимости от времени во время разложения пероксида водорода при повышенном давлении с использованием катализатора из нанесенного на подложку палладия и прекращение действия давления в конце реакции; фиг. 6 - изображение изменения температуры в зависимости от времени во время разложения пероксида водорода при повышенном давлении с использованием катализатора из нанесенного на подложку палладия и с последовательными операциями рециркуляции катализатора; фиг. 7 - изображение изменения температуры в зависимости от времени во время разложения пероксида водорода при повышенном давлении с использованием марганцевого катализатора, а затем рециркулированного марганцевого катализатора; фиг. 8 - изображение изменения температуры в зависимости от времени во время разложения пероксида водорода при повышенном давлении с использованием массового катализатора на основе предварительно окисленного марганца (частично) при различных значениях давления и с растворами пероксида водорода различных концентраций; фиг. 9 - изображение изменения температуры в зависимости от времени во время разложения пероксида водорода при повышенном давлении пероксида водорода с использованием массового ванадиевого свежего или рециркулированного катализатора при различных значениях давления и с растворами пероксида водорода разных концентраций. Подробное описание изобретения Способ в соответствии с настоящим изобретением. При осуществлении способа в соответствии с настоящим изобретением разлагают реактив, являющийся пероксидом водорода, под давлением, по меньшей мере, равным 20 бар, в присутствии твердого катализатора, содержащего по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из марганца, ванадия, палладия и их смесей. Эти элементы представляют собой основной активный компонент катализатора, который, как известно, может содержать и другие элементы. Это разложение может быть использовано для получения тепла, кислорода и/или пара в условиях повышенного давления. В качестве наиболее предпочтительных катализаторов применяют катализаторы, содержащие палладий и/или марганец. Катализатор может быть в виде порошка. Однако в предлагаемом варианте применения для того,чтобы избежать потери напора, связанной с прохождением пероксида водорода через катализатор, и облегчить удаление продуктов реакции, предпочтительно использовать катализатор с размером частиц,превышающим 0,1 мм, предпочтительно находящимся в пределах от 0,5 до 50 мм и более, в частности от 1 до 10 мм. Катализатор может быть также нанесен на подложку из инертного в условиях реакции материала,например, хорошо известного специалисту глинозема, кремнезема, алюмосиликата, цеолита или металлической структуры. Эта подложка может быть выполнена в виде шарика, таблетки или экструдированной формы. Предпочтительно можно также использовать материал, применяемый в качестве гарнисажа или статического смесителя. Предпочтительно эту подложку выполняют из оксида алюминия, кремнезема или из смеси этих двух веществ. Содержание катализатора в подложке, как правило, находится в пределах от 0,1 до 10%, предпочтительно от 0,5 до 5% по отношению к общей массе подложки. Наносимый на подложку или применяемый без нее катализатор может быть изготовлен согласно любому способу, известному специалистам. Пероксид водорода, как правило, применяют в виде водного раствора. Предпочтительно водный раствор содержит менее 90% и, в частности, менее 70 мас.% пероксида водорода по отношению к общей массе раствора. Как правило, водный растворсодержит стабилизаторы, например, на основе пирофосфата, фосфата и производных олова и/или на основе производных фосфоновых кислот. Такие растворы известны из предшествующего уровня техники.-2 005700 Способ в соответствии с настоящим изобретением сохраняет свою эффективность при повышенных давлениях, что особенно примечательно, так как известные катализаторы, применяемые при атмосферном давлении, становятся абсолютно неэффективными при давлении в 20 бар. Способ в соответствии с настоящим изобретением открывает новые, ранее не исследованные возможности применения при высоких значениях давления. Способ сохраняет свою эффективность и при давлениях, например, превышающих 80 бар и даже превышающих 160 бар. Устройство в соответствии с настоящим изобретением Устройство в соответствии с настоящим изобретением может, в частности, применяться для удаления отложений в виде гидратов газов или парафинов в бурильных или нефтедобывающих установках,или в нефтетранспортном оборудовании путем получения тепла при разложении реактива, такого как пероксид водорода или гидразин, но предпочтительнее - пероксид водорода. Устройство в соответствии с настоящим изобретением далее будет описано именно в рамках такого варианта применения со ссылками на прилагаемые фиг. 1 и 2, однако, само собой разумеется, что описание действительно и для других приложений. На фиг. 1 схематически показан первый вариант осуществления устройства в соответствии с настоящим изобретением, содержащее камеру 1 разложения реактива, которая может быть установлена с возможностью соприкасаться с трубопроводом 2 подачи смеси жидких и газообразных углеводородов. Эта камера 1 разложения, как правило, содержит внутренние стенки, покрытые материалом, стойким к высоким температурам. В ней находится твердый катализатор 3, содержащий по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из марганца, ванадия, палладия или их смесей. Предпочтительно выбирают твердый катализатор 3, содержащий палладий и/или марганец. Устройство содержит также средства подачи реактива, такого как пероксид водорода, которые содержат резервуар 4 для реактива 5, соединенный патрубком 6 с камерой 1 разложения через вентиль 7 с регулируемым открытием и через обратный клапан 8. Для удаления отложений в виде гидратов газов или парафинов, присутствующих на внутренней стенке трубопровода 2, вентиль 7 плавно открывают для нагнетания реактива в камеру 1 разложения. Соприкасаясь с катализатором 3, реактив разлагается с выделением большого количества тепла, которое передается через камеру 1 разложения на трубопровод 2 и нагревает смесь углеводородов, циркулирующую в этом трубопроводе 2, через стенку последнего. В свою очередь, углеводороды нагреваются и растворяют осадки в виде гидратов газов или парафинов на выходе части трубопровода, на которой установлена камера 1 разложения. Количество тепла, передаваемое в циркулирующие углеводороды, регулируют воздействием на открытие вентиля 7 в течение более или менее продолжительного времени. Продукты распада реактива не могут подниматься обратно в резервуар 4 ввиду наличия впускного обратного клапана 8 и частично удаляются по выпускному трубопроводу 11 через выпускной обратный клапан 12. Устройство в соответствии с настоящим изобретением содержит также средства нагнетания продувочной текучей среды, такой как азот, для удаления продуктов разложения реактива в камере 1 разложения. Эти средства нагнетания продувочной текучей среды содержат баллон 13 для хранения азота под давлением, соединенный с патрубком 6 на выходе вентиля 7 при помощи патрубка 15 через впускной вентиль 14 с регулируемым открытием для впуска азота. После нагнетания реактива в камеру 1 разложения вентиль 7 закрывают, оставляя открытым вентиль 14 впуска азота для создания потока азота внутри камеры 1, увлекающего за собой остатки продуктов разложения реактива. Устройство в соответствии с настоящим изобретением может, в случае необходимости, содержать также средства нагнетания жидкой добавки для облегчения или ускорения реакции разложения реактива. Эти средства нагнетания жидкой добавки особенно необходимы, когда устройство в соответствии с настоящим изобретением применяют при высоком гидростатичном давлении для инициирования реакции разложения. В случае, когда в качестве реактива применяют пероксид водорода, для инициирования реакции разложения пероксида водорода одновременно с нагнетанием пероксида водорода можно нагнетать водород, азот для создания в камере 1 разложения объема газа, облегчающего расширение кислорода, высвободившегося во время реакции разложения пероксида водорода. Для ограничения объемов реактива, нагнетаемых в случае трубопроводов большой длины, в качестве текучей среды для продувки реактива можно использовать азот. Устройство можно применять, в частности, при высоких давлениях, например не менее 20 бар. На фиг. 2 схематически показан второй вариант выполнения устройства в соответствии с настоящим изобретением, содержащего камеру 21 разложения, герметично установленную вокруг трубыудлинителя 22, соединяющей устье 38 подводной нефтедобывающей скважины 37 с поверхностью моря и содержащей предохранительную заслонку 36.-3 005700 Камеру 21 разложения заполняют катализатором-промотером реакции разложения реактива, содержащим по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из марганца, ванадия, палладия и их смесей. Устройство содержит также средства подачи реактива, которые содержат резервуар 24 для реактива 25, соединенный патрубком 26 с камерой 21 разложения через вентиль 27 с регулируемым открытием и через обратный клапан 28. Для удаления осадков в виде гидратов газов или парафинов, присутствующих на внутренней стенке трубы-удлинителя 22 и на стенках элементов, установленных на выходе устройства в соответствии с настоящим изобретением, вентиль 27 плавно открывают для нагнетания реактива в камеру 21 разложения. Соприкасаясь с катализатором 23, реактив разлагается с выделением большого количества тепла, которое нагревает углеводороды, циркулирующие в трубе-удлинителе 22, через стенку указанной трубыудлинителя. В свою очередь, углеводороды нагреваются и растворяют отложения в виде гидратов газов или парафинов на выходе части трубы-удлинителя 22, на которой установлена камера 21 разложения. Количество тепла, передаваемое в циркулирующие углеводороды, регулируют воздействием на открытие вентиля 27 в течение более или менее продолжительного времени. Продукты разложения реактива не могут подниматься обратно в резервуар 24 ввиду наличия впускного обратного клапана 28 и частично удаляются по выпускному трубопроводу 31 через выпускной обратный клапан 32. Устройство в соответствии с настоящим изобретением содержит также средства нагнетания продувочной текучей среды, такой как азот, для удаления продуктов разложения реактива в камере 21 разложения. Эти средства нагнетания продувочной текучей среды содержат баллон 33 для хранения азота под давлением, соединенный с патрубком 26 на выходе вентиля 27 при помощи патрубка 35 через впускной вентиль 34 с регулируемым открытием для впуска азота. После нагнетания реактива в камеру 21 разложения вентиль 27 закрывают, оставляя открытым вентиль 34 впуска азота для создания потока азота внутри камеры 21, увлекающего за собой остатки продуктов разложения реактива. Таким образом, благодаря устройству в соответствии с настоящим изобретением отложения в виде гидратов газов или парафинов можно удалять со стенок нефтедобывающего оборудования, в частности,на больших глубинах без ущерба для процесса нефтедобычи. Другим преимуществом устройства в соответствии с настоящим изобретением является простота монтажа и конструкции, обеспечивающих его надежность. Еще одним преимуществом является также возможность нагрева нефтедобывающего оборудования при высоких давлениях, то есть на больших глубинах, которые могут превышать 3000 м. Примеры Нижеследующие примеры иллюстрируют настоящее изобретение, не ограничивая его объема. Приборы и условия испытаний В приведенных примерах испытания проводились в автоклаве из нержавеющей стали емкостью 100 мл, в который поместили стеклянную оболочку для ограничения потери тепла, которая может происходить при диффузии в массе реактора. Реактив, в данном случае пероксид водорода, вводят через заливную ампулу емкостью 200 мл, находящуюся под давлением. Реактор дополнительно оснащен датчиком давления, температурным датчиком, предохранительным клапаном, откалиброванным на 230 бар, и вентилем, соединенным с вентиляционным каналом. В начале испытания в реактор вводят твердый катализатор, затем в автоклаве поднимают давление путем нагнетания азота. Пероксид водорода (10 мл) вводят в заливную ампулу, в которой также поднимают давление при помощи азота до значения, слегка превышающего давление реактора (примерно 25 бар). Открытием вентиля, соединяющего заливную ампулу с реактором, обеспечивают почти мгновенное нагнетание пероксида водорода в реактор, содержащий катализатор. Реакция сопровождается повышением температуры. Первоначальная температура реактора составляет 201 С. Испытания проводят с использованием водного раствора стабилизированного пероксида водорода(стабилизатор на основе пирофосфата, фосфата и производного от олова), содержащего 35 мас.% пероксида водорода по отношению к общей массе раствора. В основном испытания проводились с катализаторами в виде порошка. Для оценки потери активности катализаторов применялись различные методы:- сохранение реакционной среды в реакторе и повторное нагнетание 10 мл 35%-го раствора пероксида водорода. Это равнозначно осуществлению реакции с более разведенным раствором пероксида водорода (примерно 20%);- рециркуляция катализатора с его отделением от жидкости путем декантации и возобновление реакции тем же способом, что и со свежим катализатором (нагнетание 10 мл 35%-го раствора пероксида водорода).-4 005700 Пример 1. Палладиевый катализатор - эффект массы катализатора. В данном примере было проведено несколько испытаний разложения 10 мл пероксида водорода в 35%-м водном растворе с использованием в качестве катализатора палладия, нанесенного на алюминий из расчета 2 мас.% и выпускаемого компанией ENGELHARD в виде мелкого порошка (средний диаметр частиц 40 мкм). Испытания проводились с 100, 500, а затем с 1000 мг катализатора. Первоначальное давление составляло 80 бар. Катализатор обновлялся при каждом испытании, чтобы избежать возможных последствий от потери активности. Измеряли изменение температуры в зависимости от времени. Результаты показаны на фиг. 3. Отмечается, что во всех случаях реакция начинается быстро. При использовании 100 мг катализатора, как представляется, происходит небольшой период наведения (примерно 1 мин), после чего начинается реакция. При 500 или 1000 мг разложение начинается практически мгновенно. Различные испытания, проведенные с одной и той же массой катализатора, показали, что результаты являются воспроизводимыми. Пример 2. Палладиевый катализатор - эффект давления. В этом примере провели несколько испытаний по разложению 35%-ого водного раствора пероксида водорода при исходном давлении 80 бар на первом этапе, а затем при давлении 160 бар. Использовался тот же катализатор, что и в примере 1. Масса катализатора составляла 500 мг. Для каждого испытания использовали свежий катализатор. Было измерено изменение температуры в зависимости от времени. Результаты показаны на фиг. 4. Было отмечено, что с этим катализатором реакция разложения пероксида водорода все еще происходит при 160 бар, даже если давление оказывает несколько отрицательное влияние на реакцию. В другом испытании реакцию осуществляли при давлении 160 бар и в конце реакции давление понизили до 1 бар. Изменение температуры в зависимости от времени показано на фиг. 5. Было отмечено, что при высоком давлении, даже если реакция, возможно, не завершается полностью, катализатор не оказывается необратимым образом отравленным, так как после снижения давления реакция возобновляется. Пример 3. Палладиевый катализатор - эффект рециркуляции катализатора. В этом примере 500 мг катализатора из примера 1 подвергли 6-кратной рециркуляции, отделяя его от жидкости методом декантации и возобновляя реакцию точно так же, как и со свежим катализатором. Каждый раз реакцию осуществляли при исходном давлении 80 бар с 35%-ным раствором пероксида водорода. Изменение температуры в зависимости от времени после каждого добавления 10 мл 35%-ого раствора пероксида водорода показано на фиг. 6. Было отмечено, что потеря активности катализатора весьма незначительна. Пример 4. Катализатор: марганец. В этом примере проверяли эффективность марганца при разложении 10 мл 35%-ого водного раствора пероксида водорода. Каждый раз реакцию проводили с 1 г порошкообразного катализатора без подложки под исходным давлением 80 бар. Изменение температуры в зависимости от времени показано на фиг. 7. Было отмечено, что активность рециркулированного катализатора выше, чем у свежего катализатора. Аналогичные результаты были достигнуты во время испытаний с 0,5 г порошкообразного катализатора. Другие испытания проводились с 1 г предварительно окисленного марганца и с 10 мл 35%-ого водного раствора пероксида водорода и с 10 мл стабилизированного водного раствора пероксида водорода в количестве 20 мас.% по отношению к общей массе раствора. Результаты показаны на фиг. 8. Было отмечено, что катализатор остается активным, независимо от концентрации водного раствора пероксида водорода. Пример 5. Катализатор: ванадий. В этом примере проверяли эффективность ванадия для разложения 10 мл 35%-ого водного раствора пероксида водорода. Реакцию каждый раз осуществляли с 0,5 г порошкообразного катализатора без подложки при исходном давлении 80 и 160 бар. Изменение температуры в зависимости от времени показано на фиг. 9. Отрицательное воздействие давления носит менее выраженный характер, чем при использовании марганца или палладия.-5 005700 Одно испытание было проведено с повторным нагнетанием пероксида водорода в реактор без извлечения воды, полученной в результате предыдущей реакции разложения (что равнозначно проведению реакции с 20% раствором пероксида водорода). В этом случае происходит период наведения в течение нескольких минут до достижения температурного пика. Сравнительный пример 1. Катализатор: оксид железа. В этом примере проводилось испытания на эффективность для массового катализатора, в основном содержащего оксид железа, при разложении 10 мл 35%-ого водного раствора пероксида водорода. Этот катализатор, выпускаемый в продажу компанией SUD CHEMIE под названием Styromax-4, содержит также молибден (5% МоO3), кальций (5% СаОН) и калий (13% K2 СО 3). Реакцию осуществляли с 1 г измельченного катализатора при исходном давлении 20 бар. По завершении этого испытания не было отмечено никакого повышения температуры (изменение температуры меньше 5 С). Сравнительный пример 2. Катализатор: платиновая сетка. В условиях, аналогичных условиям сравнительного примера 1, проверялась эффективность металлической сетки, выполненной из платиновых нитей (1,2 г, 100 меш). По завершении этого испытания не было отмечено никакого повышения температуры (изменение температуры меньше 5 С). Сравнительный пример 3. Катализатор: серебро. В условиях, аналогичных условиям сравнительного примера 1, за исключением исходного давления 80 бар и массы катализатора в 0,5 г, проверялась эффективность катализатора на основе серебра, нанесенного на подложку из глинозема, содержащего 15,7 мас.% Аg и 0,1 мас.% Се. Со свежим катализатором получают максимальную температуру 43 С (повышение температуры на 22 С), наблюдаемую после 3 мин реакции. Однако после первой рециркуляции катализатора нагнетание 10 мл 35%-ого раствора пероксида водорода вызывает максимальное повышение температуры всего на 5 С, наблюдаемое после 12 мин реакции. Таким образом, данный катализатор на основе серебра быстро теряет свою активность. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ разложения пероксида водорода, в котором пероксид водорода разлагают под давлением не менее 20 бар с использованием твердого катализатора, содержащего по меньшей мере один элемент,выбранный из группы, состоящей из марганца, ванадия, палладия и их смесей. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что давление составляет по меньшей мере 80 бар. 3. Способ по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что катализатор содержит марганец и/или палладий. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что катализатор содержит частично окисленный марганец. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что катализатор наносят на подложку из материала, инертного в условиях реакции. 6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что используют нанесенный на подложку катализатор на основе палладия или в смеси палладия с одним или несколькими элементами, выбранными из группы, состоящей из платины, золота или иридия. 7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что пероксид водорода используют в виде водного раствора. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что водный раствор содержит менее 90% и предпочтительно менее 70% по массе пероксида водорода. 9. Способ по одному из пп.7 или 8, отличающийся тем, что раствор является стабилизированным. 10. Способ по любому из пп.1-9, применяемый для получения тепла, кислорода и/или пара. 11. Устройство для нагрева оборудования, содержащее камеру разложения реактива, оснащенную средствами подачи пероксида водорода, содержащую твердый катализатор, содержащий по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из марганца, ванадия, палладия и их смесей, и находящуюся в тепловом контакте с нагреваемым оборудованием; и средства удаления продуктов реакции разложения. 12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что дополнительно содержит средства нагнетания продувочной текучей среды внутрь камеры разложения. 13. Устройство по одному из пп.11 или 12, отличающееся тем, что на внутреннюю стенку камеры разложения нанесено покрытие из материала, стойкого к повышенным температурам. 14. Устройство по любому из пп.11-13, отличающееся тем, что катализатор содержит марганец и/или палладий. 15. Способ работы устройства по любому из пп.11-14, согласно которому в камере разложения реактива создают давление не менее 20 бар. 16. Способ работы по п.15, согласно которому в камере разложения реактива создают давление не менее 80 бар.

МПК / Метки

МПК: E21B 37/06, C01B 13/02

Метки: способ, пероксида, водорода, оборудования, разложения, устройство, давлением, нагрева

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/11-5700-sposob-razlozheniya-peroksida-vodoroda-pod-davleniem-i-ustrojjstvo-dlya-nagreva-oborudovaniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ разложения пероксида водорода под давлением и устройство для нагрева оборудования</a>

Похожие патенты