Способ приготовления катализатора для окисления диоксида серы

 

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к приготовлению катализатора для окисления диоксида серы. Цель - повышение активности при 485°С и механической прочности катализатора. Приготовление последнего ведут введением в кремнеземсодержащий носитель соединения ванадия, цезия и калия с последующими формовкой, сушкой и прокаливанием. В качестве соединения цезия используют природный цезийсодержащий алюмосиликат - концентрат поллуцита в количестве, обеспечивающем отношение CS 2O:V 2O 5=(0,016÷0,40). Для получения катализатора с повышенной активностью при 420°С поллуцит берут в количестве, обеспечивающем отношение CS 2O:V 2O 5 = 0,28÷0,40. При этом, предпочтительно концентрат поллуцита предварительно обрабатывать раствором гидроксида калия при 80-110°С в течение 5-20 ч с последующей обработкой суспензии серной кислотой. Способ позволяет повысить активность катализатора при 485°С на 1-3%, при 420°С на 1-6%, а также увеличить механическую прочность катализатора на 3-11%. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 01 J 37/04,23/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ц

3 (21) 4414588/31-04 (22) 21. 04, 88 (46) 23.08.90, Бюл. 31 (71) Московский химико-технологический институт им. Д.И.Менделеева (72) В.В.Костюченко, А.И.Михайличенко, И.B.Ãàë÷åíêoâà, А.Б.Парфенов, В.П.Букалов, В,M,Áoðèñoâ, Г.В.Зимина, Т.А.Сливко, В.Н.Мазаник, А.Д.Ионов, А.Я,Гармс, Б.В.Михайлов, С,M,Àðxèïoð, В.П.Салтанова и В.В.Чекин (53) 66.097.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hk 420398, кл. В О1 J 23/22, 1971.

Авторское свидетельство СССР

М 432916, кл, В 01 J 23/22, 1971. (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРАДЛЯ ОКИСЛЕНИЯДИОКСИДА СЕРЫ (57) Изобретение относится к каталитической химии, в частности к приготовлению катализатора для окисления диоксида серы.

Цель — повышение активности при 485 С и

Изобретение относится к способам приготовления ванадиевых катализаторов для окисления диоксида серы.

Целью изобретения является получение катализатора с повышенной механической прочностью и повышенной активностью при 485 С за счет использования в качестве соединения цезия природного цезийсодержащего алюмосиликата-концентрата поллуцита в количестве, обеспечивающем соотношение: Сз20 / VzOg = 0,016-0,40.

Для получения катализатора с повы- . .шенной активностью при 420 С поллуцит берут в количестве, обеспечивающем соотношение Сз2/1/2ОБ " 0,28-0,40. При этом Ы 1586776 А1 механической прочности катализатора.

Приготовление последнего ведут введением в кремнеземсодержащий носитель соединения ванадия, цезия и калия с последующими формовкой, сушкой и прокаливанием. В качестве соединения. цезия используют природный цезийсодержащий алюмосиликат — концентрат поллуцита в количестве, обеспечивающем отношение

Сз20: Ч205 = 0,016-0,40. Для получения катализатора с повышенной активностью при 420 С поллуцит берут в количестве, обеспечивающем отношение СзгО: ЧАЩОБ =

=0,28 — 0,40. При этом предпочтительно концентрат поллуцита предварительно обрабатывают раствором гидроксида калия при

80-110 С в течение 5-20 ч с последующей обработкой суспензии серной кислотой.

Способ позволяет повысить активность катализатора при 485 С на 1 — 3%, при 420 С на 1 — 6%, а также увеличить механическую прочность катализатора на 3 — 11%. 1 з.п. ф-лы, 2 табл. перед введением в катализаторную массу поллуцит предпочтительно подворгаюг обработке раствором гидроксида калия.

Для приготовления катализатора ис- 01 пользуют концентрат поллуцита состава

2Сз20 2AIgOz 9Si0z+ Al>Oa 4SiOz с содержанием Сз20 = 23;ac.%

Пример 1, Ч205 в количестве 7,0 г смешивают с 59,2 r диатомита и 0,8 г поллуцита (содержание Cs20 23 мас.%), добавляют 10,8 г К20, массу гомогенизируют при добавлении водного раствора поверхностно-активного вещества (ПАВ) марки ОП-7 в количестве 1 мас.% до влажности 32 Катализаторную массу формуют экструзией, 1586776

1ц

25

40 сушат при 120 С в течение 1 ч и затем прокаливают при 500 С.

Состав готового катализатора в пересчете на оксиды соответствует,мас.%:

Чг05 7,0

Кг0 10,8

Alz0a 0,18

СзгО 0,18

$0з 21,8

$0г Остальное

Молярное отношение Kz0/Vz05 = 3, СзгО/Чг05 = 0,016, (KzO + СзгО) /Vz05.=

- 3,016. Содержание СзгО (от суммы Vbzo)

0,53 мол,%, Пример ы 2 — 17, Катализаторы готовят аналогично примеру 1, используя разные количества поллуцита и разные носители: диатомит, белую сажу марки БМ-30 (удельная поверхность 30 м /г), белую сажу марки

БС-50 (удельная поверхность 50 мг/г), смесь белой сажи с диатомитом.

Пример 18. 20 r концентрата поллуцита обрабатывают при 70 С, при перемешивании с 21 6 г раствора КОН в течение 5 ч, затем к суспензии добавляют 12,1 г Нг$04 (92 мас.%). Полученным раствором при перемешивании увлажняют шихту, предварительно полученную смешением 50 r диатомита с 70 г Vz05. Одновременно к катализаторной массе добавляют 1 г ПАВ. Последующие стадии формовки и термообработки катализатора проводят аналогично примеру 1.

Примеры 19 — 24 катализаторы готовят по примеру 18, используя разные параметры обработки поллуцита.

Пример. 25 — 28 катализаторы получают по примеру 18, но для улучшения формовочных свойств катализаторной массы после обработки поллуцита раствором КОН в суспензию вводят; МагО в количестве 2,3 г молярное отношение КгО/Naz0 = 3.

Полученные катализаторы испытывают в реакции окисления диоксида серы в триоксид при концентрации диоксида серы в смеси с воздухом 10%; объемной скорости подачи газовой смеси 4000 ч при 420 и

-1

485 С.

Механическую прочность определяют как величину разрушающего усилия к площади поперечного сечения по диаметру гранулы (кг/см ).

Данные по активности и механической прочности катализаторов представлены в табл, 1 и 2.

Как видно из табл, 1, предлагаемый способ позволяет получить катализатор с активностью при 485 С на 1 — 3%, превышающую известную. При этой температуре достигнутая степень превращения близка к равновесной (теоретически возможной), Механическая прочность катализатора увеличивается на 3 — 10%, При соотношении

СзгО/Vz05 = 0,28 — 0,40 повышается также активность и при 420 С, Предварительная обработка концентрата поллуцитэ раствором КОН позволяет еще больше повысить активность катализатора как при 420, так и при 485 С, а также значительно повысить механическую прочность (на 10 кг/см и более), Формула изобретения

1, Способ приготовления катализатора для окисления диоксида серы, включающий получение катализаторной массы, содержащей кремнеземсодержащий носитель и соединения ванадия, цезия и калия. ее формовку, сушку и прокалку, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной механической прочностью и активностью, в качестве соединения ванадия используют пентоксид ванадия, в качестве соединения калия — оксид калия, в качестве соединения цезия— природный цезийсодержащий ал юмосиликат — концентрат поллуцита в количестве, обеспечивающем молярное отношение оксида цезия к оксиду ванадия 0,016 — 0,40, и катализаторную массу получают смешением кремнеземсодержащего носителя с указанными компонентами или в качестве соединения цезия используют природный цезийсодержащий алюмосиликат — концентрат поллуцита, предварительно обработанный раствором гидроксида калия при

80 — 110 С в течение 5-20 ч с последующей обработкой суспензии серной кислотой, и катализаторную массу получают смешением обработанного поллуцита с пентоксидом ванадия.

2. Способ п.1, отл ич а ющи йся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной активностью при 420 С, концентрат поллуцита берут в количестве, обеспечивающем отношение оксида цезия к оксиду ванадия 0,28-0,40, 1586776 т в сотл с <о сч о о о в л сов

Оа ОСОВВВО СЧ О СЧ 10 СО Л Л-СЧ

СЧСЧСЧСЧNNСЧСЧHAС Э N С Ъ СЧ СЧ N СЧСЧ

N о о о о

СО О О О О О О О О О О

° f CO N CO O Ct CO e4 C0 O ооо счсчсчсэлw ооооооооооо

СЧ СO C0 ID <О LO i- В - (CC M

ОЪ В В В О ОЪ О О О О CD со сО сО сО в со в в в в сО в л о о

О О О В В ОСО

СО В В СО СО В СО

NOOCBIOt-OISIN О В СЪ C1 О

СЧЛС. СЧф ВЮи и5Л СО Л Л СС1 <О <О

СЧСЧС"ЪЧ ССЖМЪСОСОСОЮ - (О (О CO EP (ОС0

С> „, С1

С0 О с 1 - С 1 t c о в ! !а сч

СЭ СЧ LA СО О СЧ LA О цр Ов

Ж с ) СО В С Ъ С0 В с")

O % N Cf) ln а Л В О СЪ

СО О <-...,-, О О О О О О Р

ОСЧ СОСС1О СЧ rr

1Е

О, 1

111! 1111 1

c t t В t c t t и

I 1 1 I I I I

CL

Ф

О. с

Е и х о

Ф 1о

z 0

Z х

Ф 0

0O

I сч

1- )

8»

ОО д Ф а

»

0 Ф

2 3

CL

C дс

1о о

Х

Щ

1х (О

ЩО х

o +

Ф

1 Щ

» Ф

Щ

1Щ Ф

X

0», 0

ОО сч <

v) + и2

Ф Щ х

Ж

Щ О.

Ф

1 щ Ф

Х1-0

О., Е

Ф =т .Щ

<х»»s

Я

000»

О Х С 1Щ

CQ

1CU Щ

Х CL о 0

»

Ф Щ

1- ">

»

»

Ф

° — СЧС 3 M LOСОЛ COВ <р

Щ

CL

0 сч

G. о п! к! щ О

V LC1

» х

1 о

»

Ф

1» . K К С %

2m2

С Ъ

0 !

Щ 1- 1- Щ ощ щ м

Щ1 К Х ц. ° С щ О о 1- о 1- О

О 1Д;! 3 P) 5 0

a I X!XE

» "0 О

Д Ю, LLI

2 х л.о

° Ф

1586776

ЩСЧ и

Х о!! ь

hC л

1S О щ О х +

В О а.

«Х

S с

Ю (» хО î

iL!

Ф о

m L0

СО .й СР т "

I- ОО

О !

Е

М

«О С

1 Q) S у О щ СЧ

C,1

О сс!

CL .щ Х (1

Ф (д о

Х

S ,О

О

cQ

О

О 1

О и о э 1С ) N Ю H 00 O) СЧ С ) СЧ 3 С > " О СЧ

CV СЧ hl СЧ СЧ СЧ С9 CV О) СО LO СЧ СЧ N

С 3 С Э M С Ъ Сб С ) С9 С СЧ СЧ СЧ С"3 С9 С Э

О а С В СЧ СЧ О СО .- В В СЧ СЧ

ОООО - 1- %-ОООО)O Ol Оэ ОЭ CJl CFI ОЪ О! О> О) CJ) О1 CO CJ) CD

С LD В С СО В О !О Л Е с СЧ СЧ ОI

t» r- r-». СО СО СО В Е О О О а> цр(О cD cD cDcD cD cO I t t cD cDcD

О> О О О О О О О О О О О> D О

О» » г ч ч — « - ° е» с» е e» - ч т — т- ч