Способ получения катализатора - сорбента на основе хромсодержащих соединений для очистки газовых смесей от хлорорганических веществ

 

Изобретение относится к области катализа , вчастности, к способам получения катализаторов-сорбентов на основе хромсодержащих соединений для очистки отходящих гадов от хлорсодержащих углеводородов . Цель - создание способа получения катализатора, обладающего повышенной сорбционной емкостью по хлорорганическим веществам. Его приготовление ведут путем обработки у-оксида алюминия щавелевой, уксусной или азотной кислотой при 50-100°С, пропитки его раствором активного вещества, сушки, термообработки . Предлагаемый катализатор обладает более высокой сорбционной емкостью по хлорорганическим веществам, например по винилхлориду. емкость составляет 11,5 мг/r против 8,4 мг/г в-известном способе. 4 табл. 1Л С

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 01 J 37/02, 23/86

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4861828/04 (22) 21.08.90 (46) 23.07.92. Бюл. 34 27 (71) Институт физической химии им. Л.В;Писа ржевского (72) В.М.Власенко, В.Л,Чернобривец, Л.В.Фещенко. Я;П.Курилец и Л,Е.Бурбела (56) Авторское свидетельство СССР

N 1493305, кл. В 01 Х23/86, 1987.

Авторское свидетельство СССР

Q 971448, кл. В 01 J 23/86, 1981., Авторское свидетельство СССР

N. 1674933, кл. В 01 b 53/36, 1989. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА-СОРБЕНТА НА ОСНОВЕ ХРОМСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ ДЛЯ ОЧИСТКИ

ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ ОТ ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ. 1

Изобретение относится к области катализа, в частности к способам получения катализаторов-сорбентов для очистки отхо-. дящих газов от хлорсодержащих углеводородов, и может быть использовано для приготовления катализаторов; применяемых на предприятиях по производству и переработке хлорорганических веществ.

Известен способ приготовления катализатора-сорбента для очистки газовых смесей от винилхлорида в сорбционно-каталитическом режиме, заключающийся в совместном осаждении аммиаком гйдроок сидов меди, кобальта и хрома из водного, раствора из аэотнокислых солей, сушке и прокаливании осадка в среде инертного газа при.температуре 425-450 С.

Существенным недостатком этого способа является образование промывных вод, ЯЛ, 1748855 А1

2 (57) Изобретение относится к области катализа, в частности, к способам получения катализаторов-сорбентов на основе хромсодержащих соединений для очистки отходящих газов от хлорсодержащих углеводородов. Цель — создание способа получения катализатора,— обладающего: повышенной сорбционной емкостью по хлорорганическим веществам. Его приготовление ведут путем обработки у-оксида алюминия щавелевой, уксусной или азотной кислотой при 50-100 С, пропитки его раствором активного"вещества, сушки. термообра ботки. Предла гаем ый катализатор обладает более высокой сорбционной емкостью по хлорорганическйм веществам, например по винилхлориду, емкость составляет 11;5 мг/г против 8,4 мг/г в.известном способе. 4 табл. загрязненных ионами меди, кобальта и хрома. Кроме того, при - ермической обработке соосажденной массы выделяются токсичные окислы азота, попадание которых в атмосферу воздуха недопустимо.

Известен также способ получения ката- 0 лизатора путем пропитки носителя раство- СЛ ром активного вещества с последующей,,Q3 термообработки. Этот способ является экологически более чистым.

Однако получаемый при этом катализатор непригоден для сорбционно-каталитической очистки газов вследствие низкой сорбционной. емкости по реагирующим веществам. Так, например, меднохромовый катализатор для глубокой очистки газовоздушных смесей от винилхлорида при температуре 600С абсорбирует всего 0,05 мг винилхлорида на 1 г катализатора, 1748855

Наиболее близок по технической ческой обработке в инертной среде притемсущности и достигаемому эффекту к пературе425-450 С втечение 10ч, предлагаемому способу метод получения Обработку кислотами у- А1 0э осущесталюмохрбмового катализатора, используе- аляют следующим образом. Носитель в виде мого а способе очистки от хлорорганиче- 5 гранул неправильной формы помещают в ских веществ. Катализатор готовят путем . стакан, заливают пятикратным по объему 2; пропитки водным раствором оксида хрома 3,5, 5,0; 6,5 или 8,0 об.7ь раствором щавеле(Vl) у-оксида алюминия, предварительно об- вой, уксусной или азотной кислот, подверга- . работанного соляной кислотой. Обработку ют кипячению в течение 2 ч, а затем носителя осуществляют 0,1-0,5 об.$ рас- 10 отфильтровывают и подвергают термичетвором соляной кислоты при комнатной ской обработке в атмосфере воздуха при температуре в течение 2-4 ч с последующей 200-225 С прокалкой при температуре 2200С, Данный Пример 2. Очистка газовойсмеси. В способ позволяет получать контакты, при- проточный 0еактор диаметром 16 мм помегодные для сорбционно-каталитической 15 щают 6 см оксиднохромового катализатаочистки газов от хлорорганических веществ. ра, содержащего 40 мас. g оксида xpoMa (ill)

Однако сорбционная емкость таких ка- на обработанном щавелевой. уксусной или тализаторов по хлорорганическим вещест- азотной кислотами ) -оксиде алюминия. вам все же недостаточно высока(8,4 мг/г по Через реактор, нагретый до 60 С, провинилхлориду). 20 пускают 6 л/ч гаэовоздушной смеси, содерЦель изобретения — создание способа жащей 279 мг/м аинилхлорида или получения катализатора, обладающего по- 288 мгlм этилхлорида, до насыщения катаз вышенной сорбционной емкостью по хло- лиэатора, регистрируя время защитного: рорганическим веществам, способного действия контакта. Затемтемпературуподэффективно работать в сорбционно-катали- 25 нимают до 350 С и выдерживают при этой тическом режиме очистки. температуре в течение 2 ч. Данные, характе-.

Поставленная цель достигается тем, что риэующие конкретные условия проведения носитель у —.AlzOa, используемый для при- опытов по определению величины сорбциготовления катализатора, перед нанесени- онной емкости контактов по хлорорганичеем активной массы подвергают обработке 30 ским веществам, приведены а табл.3. раствором одной из следующих кислот: ща- Из приведенных данных следует, что велевой, уксусной или азотной. Кислотную образцы, приготовленные с использованиобработку проводят при 50-100 С, а затем ем у — AlzOz, обработанного щавелевой:, укпосле фильтрации и сушки у- АГ20з подвер- сусной или азотной кислотами, обладают гают его термической обработке а воздухе 35 более высокой сорбционной емкостью, чем при 220 С, Оксиднохромовый катализатор, контакты, приготовленные на основе нОсиприготовленный на основе обработанного теля, обработанного соляной кислотой. Это таким образом носителя, существенно уве- наблюдается как в условиях по прототипу личиаает свою сорбционную емкость по ви- . (образец 16), так и в условиях заявляемого нилхлориду, Так, оксиднохромовый 40 способа (образец 17). Наиболее целесообкатализатор, состоящий иэ 40 мас.$ Сг20з разна обработка 3,5-6,5 об.7; растворами и 60 мас. (> y — Afz0a, в случае обработки кислот, оптимальной является концентносителя соляной кислотой при комнатной рация 5$. В этом случае достигается. температуре имеет сорбционную емкость максимальная сорбционная емкость катапо винилхлориду при температуре 60 С, 45 лиэаторов. Образцы, приготовленные с исравную 8,4 мг/г, в то время как катализатор пользованием носителей, обработанных 2 того же состава, носитель которого подвер- об.7; растворами кислот, имеют более низгнут обработке при кипячении щавелевой кую сорбционную емкость, чем по прототикислотой, имеет сорбционную емкость пу. Применение 8 об.g растворов кислот

11,5 мг/г (5,0 об.g раствор). 50. также. проводит к снижению сорбционнйх

Пример 1. Приготовление катализа- свойств контактов. тора. Для приготовления 100 г оксиднохро- Показатели, характеризующие.эффек моаого катализатора, содержащего тивность предложенного способа получе40 мас.$ оксида хрома (И0, берут 52,4 г ния катализаторов для очистки газовых оксида хрома (Ф) и растворяют в 42 см 55 смесейотхлорсодержащихвеществвсорб- . дистиллироаанной воды, Полученным рас- ционно-каталитическом режиме, представтаором пропитывают 60 г у- А!гОэ, обрабо- лены в табл.2. танного кислотой, Пропитанный носитель П р и и е р 3. Для приготовления 100 r .. после сушки при 110 С подвергают терми- кобальтхромового катализатора, содержа1748055

Таблица 1

I щего 40 мас.$ хромита кобальта, берут

35,2 r оксида хрома (Vl), 51,2 г азотнокисло-. го кобальта и растворяют в 39 см дистиллированной воды, Полученным раствором пропитывают 60 r у -оксида алюминия, об- 5 работанного кислотой. Пропитанный носитель после сушки при 110 С подвергают термической обработке в инертной среде при температуре 425 — 450 С в течение 10 ч.

Обработку у - А120з осуществляют 5 10

o5. $ р а с тTв о0р а м и щ а в е л еeв о0й, уксусной или азотной кислот при кипячении в течение 2 ч, а затем отфильтровывают и подвергают термйческой обработке в атмосфере воздуха при 200-225 С.. 15

Определение величины сорбционной емкости по винилхлориду проводят в проточном реакторе диаметром 16 мм, в который помещают 6 см катализатора. Через реактор, нагретый до 60 С, пропускают 6 л 20 газовоздушной смеси в 1 ч, содержащей

279 мг!м винилхлорида, до насыщения катализатора. регистрируя время защитного действия контакта.

Результаты проведенных эксперимен- 25 тов приведены в табл.3.

Иэ приведенных данных следует, что и на кобальтхромовых образцах; приготовленных с использованием у-оксида алюминия, обработанного 5 об.g растворами 30 щавелевой, уксусной или азотной кислот, сорбционная емкость по винилхлориду выше по сравнению с катализатором того же состава с у- А!2Оз. обработанным 0,5 об. раствором соляной кислоты.. 35

Пример 4. Для приготовления 100 г оксиднохромового катализатора, содержащего 40 мас.f оксида хрома (И1), берут

52,4 г оксида хрома (Ч1) и растворяют в 40

42 см дистиллированной воды. Полученным раствором пропитывают 60 г у-оксида алюминия, обработанного кислотой; Пропитанный носитель после сушки при 100 С подвергают термической обработке в инер- 45 тной среде при температуре 425-450 С в течение 10 ч.

Обработку носителя осуществляют при температурах 50 и 750С, варьируя продолжительность обработки. Отфильтрованный носитель подвергают термической обработке в атмосфере воздуха при 220 — 2250С. Определение величины сорбционной емкости по винилхлориду приготовленных образцов проводят так, как описано в примере 1.

Полученные результаты приведены в табл,4.

Из данных табл.4 видно, что катализаторы, приготовленные с использованием gAlz0z, обработанного кислотой при температурах ниже 100 С, обладают сорбционной емкостью по винилхлориду более высокой, чем у прототипа. Причем увеличение времени обработки повышает величину сорбционной емкости, Из приведенных данных видно, что катализаторы, приготовленные по предлагаемому способу, обладают более высокой сорбционной емкостью по хлорорганиче- . ским веществам, чем контакты, полученные известным способом. На катализаторах сорбционно-каталитической очистки, приготовленных с использованием носителей, обработанных щавелевой, уксусной или азотной кислотами, сорбционная емкость по винилхлориду повышается почти на 25 ), Формула изобретения

Способ получения катализатора-сорбента на основе хромсодержащих соединений для очистки газовых смесей от хлорорганических веществ, включающий обработку у -оксида алюминия кислотой,. пропитку его раствором активного вещества, сушку и термообработку, о т л и ч а ю.шийся тем, что, с целью получения катализатора, обладающего повышенной сорбционной емкостью по хлорорганическим веществам, в качестве кислоты используют щавелевую, уксусную или азотную и обработку осуществляют при 50 — 100 С.

1748855

ПродолЖение табл. 1

Табл ица 2

Таблица 3.Таблица 4.

Составитель В.Чернобривец

Техред М.Моргентал Корректор П.Гереши

Редактор ОЛ оловач

Производственно-издательский комбинат "Патент*, f. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2545 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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