Катализатор для термолиза серной кислоты

 

Изобретение касается каталитической химии, в частности катализатора (КТ) для термолиза серной кислоты , который может быть использован в сернокислотных термоэлектрических циклах получения Н из и.при высокотемпературном окислении S0,j. С целью повышения активности КТ в его состав входят 1-9,5 мас.% соединений калия и железа (в пересчете на металл ) , остальное - алюмосиликатный носитель. Массовое отношение К и Fe 1,7-4,5. Активность указанного КТ в 2-4 раза выше известного при его меньшей стоимости (на 20-30%). Кроме того, он имеет более высокую стабильность . После 100 ч испытаний активность КТ не изменяется против снижения на 10% активности в известном случае. 1 табл. с сл

01 А1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (!1) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3974882/31-04 (22) 10.11.85 (46) 23.05.88. Бюл, № 19 (71) Институт органической химии

Уральского научного центра АН СССР и Пермский политехнический институт (72) С.Ф.Гагарин, Б.Е.Шенфельд, Е.И.Добкина, С.М.Кузнецова, Е.А.Ермаков и В.И.Абанин (53) 66.097.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹- 1010010, кл. С 01 В 17/50, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 910181, кл. В 01 J 23/76, 1978. (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ТЕРМОЛИЗА СЕРНОЙ КИСЛОТЫ (57) Изобретение касается каталитической химии, в частности катализа(51)4 B 01 J 23/78 С 01 В 17/50 тора (КТ) для термолиза серной кислоты, который может быть использован в сернокислотных термоэлектрических циклах получения Н из Н О и при высокотемпературном окислении SO . С целью повышения активности КТ в его состав входят 1-9,5 мас.% соединений калия и желе за (в пересчете на металл), остальное — алюмосиликатный носитель. Массовое отношение К и

Fe 1,7-4,5. Активность указанного КТ в 2-4 раза выше известного при его меньшей стоимости (на 20-30%) . Кроме того, он имеет более высокую стабильность. После 100 ч испытаний активность КТ не изменяется против снижения на 10% активности в известном случае. 1 табл.

i 397071

Изобретение относится к области катализаторов для термолиэа серной кислоты и может быть использовано в сернокислотных термоэлектрохимических циклах получения водорода из воды и при высокотемпературном окислении диоксида серы.

Цель изобретения — повышение активности катализатора за счет определенного соотношения компонентов.

Пример. Катализатор для термолиза серной кислоты готовят нанесением на алюмосиликат растворимых соединений калия и железа (?1Х). Катализатор с массовым соотношением

К:Fe 3 и суммарным содержанием соединений калия и железа 5 мас.7 готовят из растворов сульфатов калия и железа концентрации 10 г/л в расчете на металлы. Берут 1,32 r железа в виде 132 мл раствора Fez(SG<)> и 3,95 r калия в виде 396 мл раствора К S04.

Отмеренные количества растворов сливают в химический стакан, добавляют

100 r алюмосиликатного носителя. Содержимое стакана упаривают досуха и сушат в течение 2-5 ч при 120-150 С.

После сушки катализатор прокаливают

30 мин при 800 С. Готовый катализатор имеет следующий состав, мас.7.:

K+Fe 5,0 (в том числе К 3,75, Fe

1,25), носитель — остальное. Массовое соотношение К:Fe 3,0.

Катализаторы с массовым соотношением К:Fe 1,5-5,0 готовят аналогичным образом. Данные приведены в таблице.

Активность катализатора испытывают следующим образом.

Катализатор загружают в количестве 0,5 r в кварцевый реактор диаметром 10 мм и высотой 500 мм. Серную кислоту концентрации 85 мас.7 подают в реактор механическим дозатором через испаритель, где кислота испаряето ся и нагревается до 800 С. Нагретые пары серной кислоты пропускают через слой катализатора с объемной скоростью 300000 ч . Испытания проводят в течение 50-100 ч. На выходе иэ реактора определяют количество SO в газах и концентрацию неразложившейся кислоты. По результатам анализов рассчитывают активность катализатора, определяемую как количество выделяющегося диоксида серы в единицу времени с единицы массы катализатора моль (). Измеренная активность катас.г моль лизатора составляет 20,1, что с ° r выше активности известного в 4 раза.

Аналогично испытывают катализаторы с другим соотношением калия и железа и содержанием активного компонента.

Как видно из таблицы, катализатор с соотношением калия и железа 1,7—

4,5 и содержанием активного компонента 1-9,5 мас.7. имеет в 2-4 раза более высокую активность, чем известный, что позволяет значительно уменьшить размеры реактора термолиза серной кислоты.

Кроме того, снижается стоимость катализатора на 20-307, что обеспе25 чивается меньшим содержанием в катализаторе активных компонентов по сравнению с известным и применением дешевых растворимых соединений калия и железа.

30 Предлагаемый катализатор имеет более высокую стабильность (после

100 ч испытаний активность его не уменьшается, а известного уменьшается на 107).

35 формулаизобретения

Катализатор для термолиза серной кислоты, содержащий соединения калия,,10 железа (III) и алюмосиликатный носитель„ отличающийся тем, что, с целью повышения активности катализатора, он содержит соединения калия и железа (III) в массовом соот 5 ношении калия и железа, равном 1,7

4,5, при следующем содержании компонентов, мас.7.:

Соединения калия и железа

50 в пересчете на металл 1,0-9,5

Алюмосиликатныи

Остальное носитель

1397071

Образец катализатора

Предлагаемый

18,5

5,0

20,1

5 0

3,0

13,0

5,0

4,5

1,0

3,0

11,7

9,5

3,0

Сравнительный

6,5

5 0

1,5

5,3

5 0

5,0

5 0

0,6

3,0

6,5

10,0

3,0

Известный

5 0

10,5

1,2

Fe 3,5

Составитель Н.Путова

Редактор А.Мотыль Техред N.Äèäûê Корректор Н.Король

Заказ 2545/5 Тираж 519 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Массовое соот ношение калия и железа K:Pe

Суммарное со держание железа и калия мас.Ж

Активность в процессе термолиза серной кислоты, моль с r