Катализатор для очистки воздуха от фосфина

 

1. КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ФОСФИНА, содержащий хлорид меди, носитель и воду, о тличающийся тем, что, с целью повышения активности, он дополнительно содержит бромид калия, а в качестве носителя - углеродный носитель при следующем соотношении компоненто13, мас.%; Хлорид меди 10,0-23,0 Бромид калия 0,5-10,0 Вода2,0-5,0 Углеродный носительОстальное 2. Катализатор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве углеродного носителя катализатор содержит активированный уголь или 5 углеродный волокнистой материал. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (!9) ((() 4 (51) ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСЗЯАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИЙ (21) 3514614/23-04 (22) 04. 10,82 (46) 23.05.85. Бюл. № 19 (72) Т.Л.Ракитская, А.А-А.Эннан, Н.Н.Абрамова, С.Д.Пименов и А.П.Клепцова (71) Одесский ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет им.И.И.Мечникова (53) 66.097.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 474349, кл. В 01 D 53/02, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 535096, кл. В 01 D 53/02, 1975 (прототип). (54)(57) 1. КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ

ВОЗДУХА ОТ ФОСФИНА, содержащий хлорид меди, носитель и воду, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения активности, он дополнительно содержит бромид калия, а в качестве носителя — углеродный носитель при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Хлорид меди 10 0-23,0

Бромид калия О, 5-10,0

Вода 2,0-5, 0

Углеродный носитель Остальное

2; Катализатор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что в качестве углеродного носителя катализатор содержит активированный уголь или углеродный волокнистйй материал.

1 1156729 2

«

Иэдбретение относится к области очистки газов, например воздуха, от фосфина с применением нанесенных металлокомплексных катализаторов, в присутствии которых токсичное 5 вещество окисляется до фосфорной кислоты

Известен катализатор для очистки газов от фосфина, содержащий, мас.7:

СпС1г 1,7-2 0; НС1 14,0-17,0; NHà Br 10

20,0-25,0; NaI 4,5 10 -"-5 ° 10- ; Н„О остальное до 100 P1) .

Недостатком данного катализатора является относительно низкая активность. 15

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является катализатор для очистки воэдука от фосфина, содержащий хлорид меди, носитель — инфу- 20 зорную землю и воду, при следующем соотношении компонентов, мас. : хлорид меди 12,0-18,0, инфузорная земля (ИНЗ) 60-70, вода — остальное f2) . 25

Недостатком известного катализатора является относительно низкая активность, так при очистке.тке воздуха от фосфина в присутствии известного катализатора при объемной щ скорости 3300-3500 ч степень очистки составляет 40 об. .

Цель изобретения — повышение активности катализатора.

Поставленная цель достигается тем, что катализатор для очистки воздуха от фосфина, содержащий хлорид меди, носитель и воду, дополнительно содержит бромид калия, а в качестве носителя — углеродный носитель, при 4g следующем соотношении компонентов, мас. :

Хлорид меди

Бромид калия

Вода 45

Углеродный носитель Остальное

В качестве углеродного носителя катализатор содержит активированный уголь или углеродный волокнистый ма- 5р териал.

10,0 — 23,0

0,5-10,0

2,0-5 0

Предлагаемый катализатор по сравнению с известным обладает повьппенной активностью. 55

При очистке воздуха от фосфина в присутствии предлагаемого катализатора при объемной скорости 3300Пример .3. Условия что и в примере 1. Берут 5 затора, содержащего, мас.7:

23,0; KBr 10,0; Н О 5,0; рованный уголь марки ЛРВ

Степень очистки от фосфина те же, r каталиCuC1q активиостальное составляет

3500 ч степень очистки состанляет

100 on.7..

Использование катализаторов с содержанием компонентов меньше или больше указанных в формуле нецелесообразно, так как уменыпение их содержания приводит к убыванию объемной скорости очистки и сокращению времени стабильной работы. При содержании хлорида меди и бромида калия болыпе указанных показатели практически не изменяются, что связано с особенностями формирования активного катализатора.

Катализатор для очистки воздуха от фосфина готовят пропиткой углеродного носителя — активированного угля или углеродного волокнистого материала раствором, содержащим определенное количество хлорида меди и бромида калия. Полученную массу сушат при о

60-100 до содержания воды в ней не превьнпающего 5 мас.7..

Катализатор испытан в лабораторных условиях.

Пример 1. 5 г катализатора, содержащего, мас.7: СиС1 10,0; KBr

0,5; Н О 2,0; активированный уголь марки АР — остальное, помещают в проточный реактор вертикального типа.

Через реактор пропускают газовоздушную смесь., содержащую 0,12% фосфина.

Начальную и конечную концентрацию фосфина определяют аналитически.

Степень очистки воздуха от фосфина составляет 1007 при объемной скорости

3100 ч . Катализатор сохраняет стабильность в течение 50 ч. После подсушки в воздушной среде активность катализатора восстанавливается.

П р имер 2. Условия те же, что и в примере 1. Берут 5 r катализатора, содержащего, мас. .:

СиС1> l5,0; KBr 5,0; H О 3,0; активированный уголь марки APB — остальное. Степень очистки воздуха от фосфина составляет 100% при максимальной объемной скорости газовоздушной смеси 3300 ч . Катализатор сохраняет стабильность в течение

55 ч и восстанавливает ее после подсушки в воздушной среде.

115672С!

ОО !!ри м!иной с!(opec ти Гаэовозпушной смеси 3400 v . Катализатор сохраняет стабильность в течение

58 ч и восстанавливает ее после подсушки в воздушной среде. S

П р и и е р 4. Условия те же, что и в примере 1. Берут 5 г катализатора, содержащего, мас. : СиС1> 15,0;

KBr 5,0; Н О 3,0; активированный уголь марки АРБ — остальное. Степень очистки воздуха от фосфина составляет 100 при максимальной объемной скорости гаэовоэдушной смеси

-!

3400 ч . Катализатор сохраняет стабильность в течение 57 ч и восста- 15 нанливает ее после лодсушки в воздушной среде.

Пример 5. Условия те же, > что и в примере 1. Берут 5 r катализатора, содержа!цеro, мас. .: С!>С1 ?0

15,0; KBr 5,0; Н 0 3,0; активирован- ный уголь марки KAJ1-,èîäíûé — остальное. Степень очистки воздуха от фосфина составляет 100 при максимальной объемной скорости гаэовоз- 25 душной смеси 3500 ч . Катализатор сохраняет стабильность в течение

59 ч и восстанавливает ее после подсушки в воздушной среде.

Пример 6. Условия те же, З0 что и в примере 1. Берут 5 r катализатора, содержащего, мас. :

С!>С1 15,0; КВг 5,0; Н О 3,0; углеродный волокнистый материал (УВИ) — остальное. Степень очистки воздуха от фосфина составляет 100 . при максимальной объемной скорости

-! газовоздушной смеси 3400 ч . Катализатор сохраняет стабильность в течение 56 ч и восстанавливает ее после подсушки в воздушной среде °

В табл. 1 приведены сравнительные данные испытания известного и предлагаемого катализаторов.

Данные примера 1 из табл. 1 демон стрируют резкое снижение степени очистки, времени стабильной работы известного катализатора при условии, если объемная скорость подачи фосфино-воздушной смеси составит 330050

3500 ч 1, как для предлагаемого катализатора, В то время умелы!!е!!и! объгMетОЙ cKopocTè подачи фо> фино-Воэдуюной смеси до 400 ч для предлагаемого катализатора обеспечивает увеличение времени его стабильной работы.

Обоснование качественного и количественного состава предлагаемого катализатора подтверждается данными примеров 7-12, сведенными в табл. 2.

Как следует из табл. 2 пример 7 демонстрирует эффективность катализатора без применения носителя (объемная скорость в 3,5 раза меньше, стабильность достигает примерно 6 ч); пример 8 указывает на то, что беэ носителя и беэ бромида калия катализатор не обладает активностью и стабильностью его свойства улучша> ются с использованием носителя (пример 9). Пример 10 показывает что применение бромида аммония и носителя не обеспечивает достижения такой же эффективности, как при использовании бромида калия. Примеры

11 и 12 показывают, что применение составов катализатора с содержанием ингредиентов ниже и выше указанных в формуле нецелесообразно: в первом случае резко снижается объемная скорость и стабильность; во втором случае увеличение содержания не вызывает заметного улучшения, Предлагаемый катализатор обеспечивает увеличение объемной скорости очистки в 8 раз, сохраняя стабильность в течение длительного времени.

Применение такого катализатора, например в установках автономного действия, позволит улучшить условия труда обслуживающего персонала печных цехов фосфорного производства и других предприятий, отходящие газы которых содержат фосфин.

Кроме того, предлагаемый катализатор может использоваться, как окислительная масса, при очистке от фосфина ацетилена и других газов, не содержащих кислород. В этом случае процесс становится цикличным, т.е. включает этапы очистки газа и регенерации окислительной массы.

1156729

Степень очистки, об.Ж Объемная скорость, ч

Состав,,мас.Е

Начальная

Стабильность, ч

Пример

0,5

3300-3500 О, 12

2 °

3300-3500 0912

100

55-59

400

0,12

100

Предлагаемый.

СиС1 15,0

KBr 5,0

Н 0 3,0 носитель — углеродные материалы — остальное

400

100

0,12

200

1000

0,12

100 (6

Не прояв- О, 12 ляет активность

800

0,12

t00

1500

0,12

100

Известный

СиС1 12,0

ИНЗ 60, О

Н О вЂ” остальное к

Предлагаемый

СиС1 . 15, О

KBr 5,0

3,0 носитель — углеродные материалы— остальное

Известный

CuCQ 12,0

ИНЗ 60,0

Н О вЂ”. остальное

7. СиС1 10,0-23,0

KBr 0,5-5,0

Н О, — остальное

8. CuCl 10,0-23,0

Н О вЂ” остальное

9. CuCl 10,0-23,0 носитель - углеродные материалы — остальное

10. СиС1 1 О, 0-23, О

ИНс Вг 0,5-5,0 носитель — углеродные материалы — остальное концентрация фосфина, об.7.

Таблица 1!!56729

Продолжение табл 2

100

0,12

2000

11. CuCly 5,0

KBr 0,2

НО 1,0 носитель — углеродные материалы — остальное

12. CuCl 25,0

KBr 12,0

6,0 носитель — углеродные материалы — остальное

100

3450

0,12

Заказ 3224/7

Тирам 541

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Филиал ППП ."Патент", г. Укгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Теплякова

Редактор В. Иванова Техред Т.Маточка Корректор Л. Пилипенко