Способ приготовления катализатора для окисления диоксида серы

 

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ путем смешения ванадата калия, серной кислоты, нефелинового антипирена и носителя, полученного сушкой гидрокремнегеля, с последующей формовкой, сущкой и прокаливанием, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной механической прочностью и стабильностью, нефелиновый антипирен вводят в гидрокремнегель перед его сушкой в количестве 2-7 мас.% по отношению к сухому диоксиду кремния . g

СОКИ СОВЕТСНИХ

О ВИЦЕ Ч

РЕСПУБЛИН (19I (111

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3520720/23-04 (22) 10.1.2.82 (46) 15.09.84. Бюл . В 34 (72) В.В. Костюченко, В.П. Салтанова, С.В. Липочкин, H.Ñ. Торочешников, С.В. Иваненко, Б.М. Масленников, А.В. федоров, В.С. Лютиков, В.В. Демин, Л.M. Гаврилюк, Т.В. Вовк и И.М. Миронович (71) Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им. Д.И. Менделеева и Всесоюзный научно-исследовательский институт химических средств защиты растений с опытным заводом (53) 66.097.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 525470, кл. В 01 J 37/00, 1975, 2. Авторское свидетельство СССР

У 727208, кл. В 01 J 23/22, 1978 (прототип) °

3(59 В 01 J 37/04 ° В Ol J 23 22 (54) (57) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ

КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ДИОКСИДА

СЕРЫ путем смешения ванадата калия, серной кислоты, нефелинового антипирена и носителя, полученного сушкой гидрокремнегеля, с последующей формовкой, сушкой и прокаливанием, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной механической прочностью и стабильностью, нефелиновый антипирен вводят в гидрокремнегель перед его сушкой в количестве 2-7 мас.Х . no отношению к сухому диоксиду кремния °

1 41

Изобретение относится к приготовлению катализаторов для окисления диоксида серы.

Известен способ приготовления катализатора для окисления диоксида серы, заключающийся в смешении активного компонента, состоящего из пятиокиси ванадия и сульфатного соединения калия, с носителем и связующим, в качестве которого используют водный раствор алюмохромофосфата, содержащего 1-4Х Р 05 от веса катализатора при соотношении

A+0>/Cr 0 0,2-2 с последующим формованием, сушкой и прокаливанием (13 .

Катализатор, полученный данным способом, обладает недостаточно высокой механической прочностью (3,5 кг/см длины) и стабильностью (снижение активности составляет

S-77, эа 50 ч Работы) .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления катализатора для окисления диоксида серы, заключающий ся в смешении ванадата калия, серной кислоты, нефелинового антипирена и носителя, полученного сушкой гидрокремнегеля, с последующей формовкой, сушкой при 120 С в течение

2 ч и прокаливанием при 500 С в течение 2 ч (23.

Катализатор, полученный известным способом, обладает недостаточно высокой механической прочностью (3,6-3,9 кг/см длины), снижение активности катализатора через 50 ч работы составляет 5-9Х.

Цель изобретения — получение катализатора с повышенной механической прочностью и стабильностью, Указанная цель достигается тем, что согласно способу приготовления катализатора для окисления диоксида серы, заключающемуся в смешении ванадата калия, серной кислоты,нефелинового антипирена и носителя, полученного сушкой гидрокремнегеля, с последующей формовкой, сушкой и прокаливанием, нефелиновый антипирен вводят в гидрокремнегель перед его сушкой в количестве 2-7 мас.X по отношению к сухому диоксиду кремния °

Получение гидрокремнегеля описывается следующей реакцией:

13165 2

ElgSiF4 + 6ИН ОН - 6NH F + + Я 0,-4Н,0, Осажденный гидрогель диоксида кремния фильтруют и отмывают от примеси фтористого аммония . Для получения белой сажи гидрокремнегель подвергают сушке в распыпительной сушилке при 150-1000 С. При этом химически связанная вода из гидрокремнегеля удаляется и получают диоксид кремния с развитой внутренней поверхностью.

Введение нефелинового антипирена в гидрокремнегель до его сушки при15 водит. к прививке молекул антипире1t 11 на к поверхности диоксида кремния, что обеспечивает устойчивость его структуры и, следовательно, стабильность катализатора на его основе.

Введение антипирена в водную суспензию гидрокремнегеля с последующей сушкой обеспечивает более равномерное смешение компонентов, что приводит к повышению стабильнос25 ти катализатора.

Модифицированный таким образом носитель смешивают с ванадатом калия и серной кислотой, формуют полученную катализаторную массу, З0 сушат при 100 С 2 ч и прокаливают при 500 С 2 ч.

Получают катализатор следующего состава, мас.X:

Пентаоксид ванадия 8

35 Пиросульфат калия 34

Носитель 1 Остальное

Полученный катализатор испытывают в процессе окисления диоксида серы на стандартной проточной уста40 новке при 420 С, объемной скорости 4000 с, концентрация SO в газе 10 об.X.

Стабильность катализатора опре. деляют путем измерения каталити45 ческой активности через 6 и 50 ч испытания.

Механическую прочность определяют на экстензометре путем фиксации разрушающего усилия по образую50 щей цилиндрической гранулы катализатора длиной 1 см.

Пример 1. В реактор осаждения (или отмывки) гидрокремнегеля (модуль суспензии Т/Ж = 1/12, плотность 1,045 г/см5, объем

1,25 м5) при перемешивании пропеллерной мешалкой (180 об/мин, 10 мин) вводят 52 кг нефелинового

Содержание антипирена в носителе катализатора, мас.Ж

Активность (степень превращения

S0<) в стандартных условиях при

420оС 7

Коэффициент не одн ор одности

МеханичесСнижение активноская прочность на

Пример ти через

50 r (с та бильность), 7 сжатие, кг/см

6 50

57,7 57,2

3,0

0 5

4,9

54,4 53,8 0,6

52,0 49,9 2, 1

5,1

3,5

4,1

3,3

52,8 50,7

2,1

6,4

5 (для сравнения) 3,9

49,5 45,5

4,0

3,1

6 (проТотип) 4 6,9 55,6 46,9

8,8

3,6

ВНИИПН Заказ 6491 8 Ти аж 532 По нисиУуе — П

Евлвал ЛПП,"Патевт, т.увторов, ул.Проелтвал, а

3. 1 антипирена. Затем суспензию подают . на распыпительную сушилку. Темпе ратура материала при сушке 200 С, После сушки получают дисперсный (размер частиц 200 мк, удельная поверхность 30 м /г) модифицированный диоксид кремния с содержанием антипирена 4 мас.X.

Модифицированный диоксид кремния исйользуют в. качестве носителя .

Для получения катализатора 58 г носителя смешивают с 49 мл о-ванадата калия (концентрации 237 г/л) и 25 мл серной кислоты 94Х-ной концентрации, добавляют поверхностноактивное вещество в количестве

1% в пересчете на готовый катализатор. Полученную катализаторную массу формуют экструзией 2 ч, сушат при 100 С,прокаливают 2 ч при

500оС.

Получают катализатор следующего состава, мас.Е:

Уа Ов

К $ 0 34

Носитель 58

Пример 2. Катализатор готовят аналогично примеру 1, но в гидрокремнегель вводят 78 кг антипирена. Получают диоксид кремния с содержанием 6 мас. Ж нефелинового антипирена.

На основе полученного носителя аналогично примеру 1 готовят катализатор.

Пример 3. Катализатор получают описанным в примере 1 способом, но в качестве носителя используют диоксид кремния, содержащий

2 мас.Х нефелинового антипирена, который получают добавлением 26 кг нефелинового антипирена к гидрокреянегелю и сушкой его.

Пример 4 . Катализатор

1О получают описанным в примере 1 способом, но в гидрокремнегель вводят нефелиновый антипирен в количестве

7 мас.Е

Катализаторы, полученные в примерах 1-4, испытывают в процессе окисления диоксида серы.

Результаты испытания представлены в таблице (для сравнения представлены результаты испытания катализатора, полученного известным способом) .

Как следует иэ представленных данных, введение нефелинового антипирена в состав носителя в количестве 2-7 мас.Ж приводит к повышению стабильности катализатора, характе-ризующейся снижением активности эа

50 ч испытаний на 0,5-2,17, а так30 же к увеличению механической прочности на сжатие до 4, 1-6,4 кг/см, что, в свою очередь, приводит к увеличению срока эксплуатации катализатора в промышленных контактных системах в 1,5-1,8 раза.