Способ получения катализатора для жидкофазного окисления сероводорода

 

1 . СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ЖРЩКОФАЗНОГО ОКИСЛЕНИЯ СЕРОВОДОРОДА , включающий сульфирование фталевого ангидрида олеумом, нейтрализацию сульфомассы и синтез катализатора путем смешения нейтрализованной сульфомассы и синтез катализатора путем смешения нейтрализованной сульфомассы с солями кобальта, молибдена и мочевиной, отличающийс я тем, что,, с целью упрощения технологии , проводят синтез катализатора в водном растворе с последукицим упариванием раствора и вьвдержкой в течение 2-3 ч при 180-200С. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и ся тем, что, с целью утилиза (Л ции газовых выбросов, аммиак, выделяющийся на стадии синтеза катализатора, используют для нейтрализации сульфомассы .

ае ni»

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3657552/23-04 (22) 10.08.83 (46) 07.01.85. Бюл. Р 1 (72) Л.А. Куприянова, Н.Н. Кундо, А.Д. Симонов, И.В. Пивоварова, Н.В. Борзых, А.П. Денисова, В.P. Кутергин, Е.П. Сычева и В.Т. Горемыкин (71). Ордена Трудового Красного Знамени институт катализа Сибирского отделения AH СССР, Специальное конструкторско-технологическое бюро катализаторов и Кемеровское производственное объединение "Химпром" (53) 66.097.3(088.8) (56) 1. Иайзлиш В.Е., Бородкин В.Ф., Комаров P.Ä. Получение натриевой соли ДСФК. "Изв. вузов. Химия и химическая лаборатория", 1978, 21, У 2, с. 283.

2. Авторское .свидетельство СССР

У 246487, кл. С Oi В 17/16, 1967 (прототип).

4(51) В 01 J 37/04; В 01 J 31/18;

В 01 J 23/74 (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ЖИДКОФАЗНОГО ОКИСЛЕНИЯ СЕРОВОДОРОДА, включающий сульфирование фталевого ангидрида олеумом, нейтрализацию сульфомассы и синтез катализатора путем смешения нейтрализованной сульфомассы и синтез катализатора путем смешения нейтрализованной сульфомассы с солями кобальта, молибдена и мочевиной, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что,, с целью упрощения технологии, проводят синтез катализатора в водном растворе с последующим упариванием раствора и выдержкой в течение

2-3 ч при 180-200 С.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю- Е шийся тем, что, с целью утилизации газовых выбросов, аммиак, выделяющийся на стадии синтеза катализатора, используют для нейтрализации сульфомассы.

1132973

Изобретение относится к способам получения катализаторов для жидкофазного окисления сероводорода.

Известен способ получения катализатора для жидкофазного окисления сероводорода на основе дисульфофталоцианина кобальта (ДСФК), согласно которому сплавлением фталевого ангидрида, хлористого кобальта, мочевины и борной кислоты получают фтапоцианин 1а кобальта. Затем, в готовый фталоцианиновый комплекс сульфированием 20 ным олеумом вводят заместители — сульфо группы 3. 1 J .

Недостатками данного способа получения катализатора являются его низкая растворимость и невысокая активность: в реакции окисления водного

1 раствора сульфида натрия активность составляет 0,6-10" моль 0 на моль активного компонента катализатора в минуту.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо-25 му эффекту является способ получения катализатора для жидкофазного окисления сероводорода на основе тетрасульфофталоцианина. кобальта (ТСФК), согласно которому фталевый ангидрид суль- ЗО фируют высокопроцентным олеумом, сульфомассу нейтрализуют гидроокисью бария,. бариевую соль 4-сульфофталевой кислоты переводят в аммонийную соль и выделяют кристаллизацией в вакууме.

Далее синтезируют катализатор путем смешения нейтрализованной сульфомассы, мочевины, безводного хлористого кобальта и молибдата .аммония, нагревания до 22УС.и выдерживания при этой .

40 температуре 8 ч. Полученный сплав растирают, растворяют в горячей воде, раствор фильтруют. Тетрасульфофталоцианин кобальта высаливают из фильтрата хлористым натрием.

Активность катализатора составляет

2,4 ° 10 з моль 0 /моль активного компонента катализатора в минуту f23.

Недостатком известного способа яв.ляется сложность техйологии получеиия ..5О катализатора: использование токсичных соединений бария, многостадийность процесса, связанная с необходимостью вселения промежуточных продуктов и очистки готового продукта, наличие 55 неутилизируемых газовых выбросов, высокая температура и большая продолжительность стадии сплавления. Ю

Целью изобретения является упрощение технологии получения катализатора и утилизация газовых выбросов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения катализатора для жидкофазного окисления сероводорода, включающему сульфирование фталевого ангидрида олеумом, нейтрализацию сульфомассы и синтез катализатора путем смещения нейтрализованной сульфомассы с солями кобальта, молибдена и мочевиной проводят синтез катализатора в водном растворе с последующим упариванием раствора и выцержкой в течение 2 †.3 ч при ,180-200 C.

С целью утилизации газозых выбросов выделяющийся на стадии синтеза катализатора аммиак используют для нейтрализации сульфомассы, Предлагаемый способ по сравнению с известньпа псзволяет при сохранении высокой активности катализатора существенно упростить технологчю его получения и утилизировать газовые выбросы: исключаются использование токсичных соединений бария и стадии выделения промежуточных продуктов и о : стки готового продукта; газовые выбросы, содержащие аммиак, использу. ются для нейтраЛизации сульфомассы;. температура снижается на 20-40 С, а продолжительность стадии. спекания на 5-6 ч.

Согласно предлагаемому способу в тре1 горлую колбу, снабженную мешалкой и обратным холодильником, загружают фталевый ангидрид, нагревают и с помощью капельной воронки добавляют

25%-ный,олеум, повышают температуру и добавляют 60%-ный олеум.

Массу выдерживают, охлаждают, растворяют в воде и ней рализуют содой и аммиаком. Далее проводят синтез катализатора. Для зтого нейтрализованную сульфомассу охлаждают, отделяют осадок, к фильтрату добавляют хлористый кобальт, мочевину, молибдат аммо- ния, загружают в реактор, упаринают, повышают температуру до 180-200 С и выдерживают 2-3 ч. Выделяющийся аммиак направляют на нейтрализацию сульфомассы. Полученный сплав измельчают.

П g и м е р 1. Б трехгорлую колбу, снабженную мешалкой и обратным холодильником„ загружают 60 г фталевого ангидрида и нагревают до 140 С.

К расллаву через капельную воронку

Содержание активного

Катализатор по примеру

Активность, моль 0 /моль, в минуту компонента, 2,6 10 3

2,6 ° 10-

6. 10-3

0,6 10

2,4 ° 10

35

ДСФК

ТСФК

35 шРш 541 "3 113297 приливают 25 мл 25Х-ного олеума. Темо пературу поднимают до 190 С и начинают дозировку 60%-ного олеума. Дозировку

40 мл 60Х-ного олеума проводят в течение 3 ч при перемешивании, после чего массу выдерживают еще 2 ч при

190 С. Полученную сульфомассу охлаждают и .затем медленно при перемешивании выливают в емкость с 400 мл воды.

Нейтрализуют раствор сульфомассы 120 г1п о соды. При охлаждении массы до 10 С выпадает осадок сульфата натрия, который отделяется фильтрованием.

Далее проводят синтез катализатора.

Для этого 300 мл фильтрата, содержащего 40Х натриевой соли 4-сульфофта левой кислоты, 90 r хлористого кобальта (СоС1 ° 6 Н О), 500 r мочевины и 1 г молибдата.аммония загружают в реактор, перемешивают, нагревают до

100. С к выдерживают 1 ч. Затем темо пературу повышают до 180 С и выдерживают 3 ч. Полученный сплав измельчают.

Выход продукта 180 r, содержание.активного компонента 15Х.

П р и и е р 2. Катализатор получают по примеру 1. Температура на стадии синтеза катализатора 200 С, о время выдержки 2 ч. Выход продукта

1.80 г, содержание активного компоней- 3О та 15%.

П р и м е. р 3. Катализатор полу-. чают по примеру 1. Раствор сульфомас cbl нейтрализуют 40 г соды и газами, выделяющимися на стадии синтеза,катализатора, которые направляют в реактор с раствором сульфомассы для поглощения содержащегося в них аммиака. Температура на стадии синтеза катализатора 190 С, время выдержки

2,5 ч, выход продукта 1SO r, содержание активного компонента 15Х.

П р к м е р 4 .(для сравнения) .

Катализатор получают по примеру 1. о

Температура на стадии синтеза 160 С, время выдержки 4 ч. Выход продукта

220 r., содержание активного компонента 4%.

Продукт обладает плохой раствори:мостью.

Пример 5 (для сравнения). ,Катализатор получают по примеру 1.

Температура на стадии синтеза катао . лизатора 230 С, время выдержки 2 ч, выход продукта 140 г, содержание акВНИИПИ Заказ 9890/9

3 4 тивного компонента 5Х. Продукт обладает плохой растворимостью.

Активность полученных образцов катализатора определяют на статической установке в реакции окисления водных растворов сульфида натрия. Активность катализатора характеризуют скоростью поглощения кислорода..

Условия испытания: фосфатный буфер с рН 7,8, концентрация сульфида натрия 5 ° 10 моль/л, концентрация катализатора 5 ° 10 "г/л, давление атмосферное, температура .25 С. Результаты испытаний приведены в таблице (для сравнения приведенв данные испытаний других катализаторов на основе фталоцианиновых комплексов)..

Выход элементарной серы в процессе окисления сероводорода при рН 7,8 для катализатора ДСФК 60-70Х для

ТСФК 90%, для предлагаемого катапиэа-.. тара 9SX.

Предлагаемый способ позволяет упростить технологию получения катализатора и утилизировать газовые выбросы при сохранении высокой активности катализатора: активность в реакции окисления сульфата натрия 2,6 ° .

10- моль 0 /моль а.к. мин по сравнению с 2,4 10-. моль 0 /моль активного компонента катализатора в минуту для известного катализатора. В процессе окисления сероводорода выход серы составляет 98 и 90Х соответственго.

®квиаи MO "Патевт", 1. йкгерод,уж.йроаатиаи, 4