Катализатор для разложения серной кислоты

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯИ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4271992/31-04 (22) 04.05.87 (46) 23,03.89. Вюл. В 11 (7 1) Ленинградский технологический институт им.Ленсовета (72) В.Н.Ковалев, А.В.Форсов, А.Ф.Петропавловский, Е.В.Иванова и E.Â.Ìåëåõ (53) 66.097.3 (088.8) (56) Патент США Р 4314982, кл. В 01 J 23/72, опублик. 1982.

Заявка Японии Р 57-3601, кл. В 01 J 23/74, опублик. 1982.

Рабкин Л.И. Технология ферритов.

М., 1962, с.188.

Изобретение относится к термокаталитическому разложению серной кислоты и может быть использовано в процессах регенерации отработанной серной кислоты и в замкнутых термохимических сернокислотных циклах получения водорода как при атмосферном, так и повышенном до 3,0 МПа давлениях.

Целью изобретения является повышение степени разложения серной кислоты за счет применения в качестве катализатора феррита двухвалентной меди с полярным соотношением

CuO/Få O = 1,00-1,05, ранее используемого в высокочастотной технике в качестве сердечника в катушках индуктивности.

Пример 1. CuO/Fe Oz= 1,00.

30,25 г Си(ХО ) ЗНпО и 50 г,.SU„1467032 A 3 (5р 4 С 01 В 3/04, В 01 J 23/72 (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ РАЗЛОЖЕНИЯ

СЕРНОЙ КИСЛОТЫ (57) Изобретение относится к каталитической химии, в частности к применению феррита двухвалентной меди с полярным соотношением CuO/Fe О =

1,00-1,05 в качестве катализатора для разложения H SO . Использование данного катализатора обеспечивает снижение загрузки катализатора в аппарат и проведение процессов разложения Н $0 при повышенном давлении, что позволяет снизить как габаритные размеры, так и металлоемкость всего оборудования. 1 табл.

Fe ($0 ) > растворяют при нагревании в 16 мл воды. Раствор доводят до кипения. После испарения воды температуру повьппают до 570 К и выдерживают в течение 1 ч. Полученный материал загружают в керамические тиг.ли и прокаливают под вытяжкой при

1073 К в течение 1 ч. Охлажденную смесь загружают в шаровую мельницу и размалывают в течение 2 ч. В полученный порошок вводят 8 г 10Ж-ного водного раствора поливинилового спирта, перемешивают и таблетируют иод давлением 20 МПа. Таблетки подвергают окончательному обжигу при

1200 К в течение 2 ч.

Пример 2. CuO/Fe,О 1,025.

30,75 r Cu(NO ) 2H О и 49,59 г

Fe (SO4 ) растворяют при нагревании в 16 мл воды. Раствор доводят до ки1467032 пения. После испарения воды температуру повышают до 300 С и выдерживают в течение 1.ч. Полученный материал загружают в керамическии тигли и прокаливают под вытяжкой при 1073 К в течение 1 ч. Охлажденную смесь загружают в шаровую мельницу и размалывают в течение 2 ч. В полученный порошок вводят 8 г 10Х-ного водного 10 раствора поливинилового спирта, перемешивают и таблетируют под давлением

20 МПа. Таблетки подвергают окончательному обжигу при 1200 К в течение

2 ч. ll5

Для получения катализатора оптимального состава приготовляют и испытывают образцы с различным соотношением CuO/Fe O кроме того получают и испытывают известный катали» затор.

Исследования каталитической активности образцов проводят на лабораторной проточной установке разложения серной кислоты при времени 25 контактирования 0,1 с в интервале температур 1023-1223 К и давлений

0,1-3,0 ИПа, Результаты исследований приведены в таблице.

Как видно из приведенных в таблице данных, активность образцов 1-3 значительно выше, чем у известного катализатора, в особенности при повышенном давлении.

Оптимальное молярное соотношение

CuO/Få О находится в пределах 1,001,05, при дальнейшем увеличении содержания СиО в катализаторе происходит незначительное снижение активности катализатора. Избыток Ге О приводит к резкому снижению активности, особенно при повышенном давлении вследствие образования сульфатов железа и блокировки активных центров катализатора.

Использование предлагаемого катализатора разложения серной кислоты обеспечивает по сравнению с известными возможность снизить загрузку катализатора в аппарат, уменьшив тем самым размеры самого каталитического узла, а также воэможность проведения процессов разложения серной кислоты при повышенном давлении, что позволит снизить как габаритные размеры, так и металлоемкость всего оборудования, обеспечивающего проведение процесса разложения серной кислоты, формула изобретения

Применение феррита двухвалентной меди с молярным соотношением

CuO/Fe O> 1,00-1,05 в качестве катализатора для разложения серной кислоты м

N ь. о

Ю м и б сч л

1 сч м сч

N о

Я сч сь1 сч о

Я ь м

N о м

N сч о м

N м

N ь и ц С о еС ф

1I о м ф!

Ве о

1467032 о счооам

° Ь и Я и б и лллean

С"1 ЮьОьОanМ сч ела ло и 1 1 б 1 и

-э сч сч сч ch O сч л ла-чсм

-э о м и 1 ° и й

"мan мМc>N с1 лам

Я 1 и 1 1

an n an an N ллc ое

Ф фЛanC0<

1 1 1 и й Я сч н лanee а ллем а и с с° Ь 1 1 1 1 и а чав оф с1 м а счьО м ФмфФ и й .Я 1 и й

co co an о сч

an ллмл о сЧ OÅ»cn

1 и б и й и ао оофсч м вол л

0 OO О Сп -З

1 Я и й 1 1 оо »омм

Омсч о чма о

1 1 Я 1 1 и мм»ла

Ф ChОЬMфф

»NNсЧф

° Ь и й и й и сч сч сч an м м фваолл лол»в и б 1 Я 1 Я се aocoaoÎco сч оооои сч Е Ь с аа а . л о сч In о а ооов

1 1 1 и й о

Е NМЕЕ