Катализатор для синтеза сероокиси углерода

 

Использование: для синтеза сероокиси углерода. Продукт: катализатор состава, мае. %: оксид никеля 0,1-4,0; оксид молибдена 1,0-15,0; оксид магния 8,0-10,0; оксид цинка 3,0-5,0; оксид магния 8,0-10.0; оксид цинка 3,0-5,0; / -оксид алюминия - остальное . Катализатор получают пропиткой у-оксида алюминия раствором соли молибдена, сушкой и прокаливанием с последующей пропиткой растворами солей никеля, магния и цинка и промежуточными сушкой и прокалкой при 450-550° С после каждой пропитки. Характеристика: увеличенная активность КТ. 1 табл.

союз соВетских социАлистических

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KOMNTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4883910/04 (22) 18.07.90 (46) 30;10.92. Бюл. М 40 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт гер-. бицидов и регуляторов роста растений (72) Е.Н.Денисов, В.А,Глобин, у,Б.Имашев, Р, Б. В влито в, Е.M. Н едел ьчен ко и А.Б. Глазырин (56) Патент США

M@432266, кл. С 01 B 31/26, опубл. 1969, Патент США

%3409399, кл. 23-203, опубл. 1968..

Патент BHP

N.182549, кл. С 01 В 31/26, опубл. 1983.

Патент США

N..4120944, кл, С 01 В 31/26, опубл. 1978.

Изобретение относится к катализаторам для синтеза сероокиси углерода путем взаимодействия диоксида углерода с серо-. углеродом.

Сероокись углерода является сырьем для производства ряда ценных химических продуктов, например этиленсульфида, мочевины, уретанов, карбонатов, тиокарбаматных и мочевинных гербицидов.

Известен катализатор для получения сероокиси углерода взаимодействием диоксида углерода с сероуглеродом, представляющий собой оксид магния с плотностью 2,0-2,5 с возможными добавками оксида ванадия и оксида тория.

Однако, этот катализатор имеет небольшой срок службы (24 ч) и низкую активность — выход целевого продукта в безводных ус„„. Ж„„1771807 А1 (я)з В 01 J 23/88, С 01 В 31/26 (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ СИНТЕЗА СЕРООКИСИ УГЛЕРОДА (57) Использование: для синтеза сероокиси углерода. Продукт: катализатор состава, мас. %: оксид никеля 0,1 — 4,0; оксид молибдена 1,0 — 15,0; оксид магния 8,0 — 10,0; оксид цинка 3,0 — 5,0; оксид магния 8,0-10,0; оксид цинка 3,0 — 5,0; g -оксид алюминия — остальное. Катализатор получают пропиткой у-оксида алюминия раствором соли молибдена, сушкой и прокаливанием с последующей пропиткой растворами солей никеля, магния и цинка и промежуточными сушкой и прокалкой при 450 — 550 С после каждой пропитки. Характеристика: увеличенная GK тивность КТ. 1 табл. ловиях при температуре 200 — 500 С составляет 30 — 35%, Известен катализатор для получения сероокиси углерода, отобранный из группы, состоящей из активированного древесного угля, активираванного силикагеля, активированного глинозема и активированного цеолита и имеющего площадь поверхности

50-2000 м /r.

Указанный катализатор обладает недостаточно высокой активностью — выход сероокиси углерода при 100- 600 С и молярном соотношении СО .С5г=0,1;1-10:1 составляет 80 — 900/ . Кроме того, этот катализатор в высокой степени подвержен зауглероживанию и сераотложению, в результате чего имеет невысокий срок пробега, 1771807

Известен катализатор для синтеза сероокиси углерода, состоящий из оксида алюминия. В. ход сероокиси углерода на таком катализаторе достигает 950 при температуре процесса 280 — 350 С и молярном соотношении С02:СЯ2 — 1:1.

Недостатком этого катализатора является невысокая продолжительность его работы, объясняющаяся значительными отложениями серы и углерода на поверхности катализатора, и недостаточно высокая его активность. Срок работы катализатора до его регенерации составляет 183 м з сырья/1 кг катализатора.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому эффекту является катализатор для синтеза сероокиси углерода из оксида углерода и сероуглерода. содержащий оксид И11 группы, включая оксид никеля (2 — 5 мас, ), оксид И группы, включая оксид молибдена (10 — 25 мас. ) на носителе, в частности у-оксиде алюминия.

Указанный катализатор обладает недостаточно высокой активностью — выход cGроокиси углерода при 222-305 С и молярном соотношении С02;CS2=1,1:1 не превышает 50% при конверсии сероуглерода 98 .

Целью изобретения является увеличение активности катализатора. Это достигается катализатором, содержащим оксиды никеля, молибдена, магния и цинка на носителе — у-оксиде алюминия при следующем содержании компонентов, мас, ; оксид никеля 0,1 — 4,0 оксид молибдена 1 — 15 оксид магния 8 — 10 оксид цинка 3-5 у-оксид алюминия остальное

Существенными отличиями катализатора яв яются дополнительное содержание оксидов магния и цинка при вышеуказанном соотношении компонентов.

Дополнительное введение в состав катализатора оксидов магния и цинка позволяет получить срок службы катализатора

240-310 м сырья/ 1 кг катализатора и целез вой продукт с выходом 96-98%.

При содержании в катализаторе оксида молибдена менее 1, оксида магния менее

S, оксида цинка менее 3, оксида никеля менее 0,1 не достигается требуемая активность катализатора или уменьшается срок службы катализатора.

Увеличение концентрации оксида молибдена более 15, оксида магния более

10, оксида цинка более 5%, оксида никеля более 4 не приводит к дальнейшему увеличению выхода ьероокиси углерода или срока службы катализатора.

Катализатор получают следующим образом, 5 Подготовка у-оксида алюминия.

Из всех известних модификаций оксида алюминия предпочтительнее ) -форма в виде частиц диаметром преимущественно 2 — 6 мм с внутренней удельной поверхностью

2 у-Оксид алюминия сушится и прокаливается в токе азота ступенчато при 450—

550 С. Скорость подъема температуры до

120 0С составляет 5 — 10 С/ч. При температу15 ре 120 С катализатор выдерживается 3 — 4 ч, Далее катализатор нагревается до температуры 450 — 550 С со скоростью 10 — 20 С/ч и выдерживается при атой температуре 1 — 2 ч, Охлаждение катализатора происходит в то20 ке азота и в дальнейшем до момента пропускания реакционной смеси катализатор поддерживается в атмосфере азота.

Нанесение модификации добавок на у-оксид алюминия пропиткой.

25 На оксид алюминич вначале наносятоксид молибдена, затем оксиды магния, цинка, никеля, Для пропитки применяют раствори солей соответствующих компонентов в воде или в спирте, В качестве тре30 бовэния к солям является способность разлагаться при температуре не выше

550 С с образованием соответствующих оксидов и хорошо растворяться в воде, соляной кислоте или спирте. Применялись

35 аэотнокислые, уксуснокислые (для никеля, магния, цинка), аммониевые (для молибдена) соли.

Подготовленный у-оксидэлюминия поочередно обрабатывают растворами с рас40 читанной концентрацией солей до полного впитывания раствора, После каждой пропитки отдельным компонентом катализатор подвергают сушке и прокалке в токе азота ступенчатого при 450 — 550 С.

45 Пример 1. В 50 мл дистиллированной воды при комнатной температуре растворяют 8,58 г парамолибдата аммония (КН 1)э Мо7024 Н20). В полученный раствор при перемешивании до полного

50 впитывания помещают 100 мл у-оксида алюминия с размером гранул 2 — 6 мм. После пропитки катализатор сушат при температуре 120 С в течение 3 ч и прокаливают при температуре 450 С в течение 1 ч. После ох55 лаждения до комнатной температуры катализатор пропитывают раствором, полученными при растворении в 150 мл дистиллированной воды 0,39 r нитрата никеля, гидрата (М1(МОэ)2 6Н20), 44,5 г ацетата маг1771807

Темпе- Обьем-! ратура, ная скоВыход

Ос о/О в катализата ас

1д О кси д ия цинка

Ос рость, ч ке

3

5

5

5

0,1

4

0,1

0,1

300

97,5

96,5

92,0

9 5

91,5

93

91

96

6 10

600

l1

82,5

61,0

78,9

79

78,9

87

79

4,95

71

260

5 ния, гидрата (У9(СНзСОО)г 2HzO) и 13,52 г ацетата цинка, гидрата (Еп(СНзСОО)2 2H20), После пропитки катализатор сушат при 120 С в течение 4 ч и прокаливают при 500 С в течение 2 ч. Полученный катализатор отве- 5 чает составу, мас.,: аксид молибдена 1; оксид магния 10; аксид цинка 5; оксид никеля 0,1; остальное — )<-аксид алюминия.

Синтез сероокиси углерода проводят в стеклянном или металлическом реакторе 10 диаметром 35 мм, высотой 110 мм, обьемам катализатора 100 мл и на опытной установке в реакторе мощностью 50 т/г сераакиси углерода. В реакторы с загруженным катализатором после предварительного нагрева 15 до рабочей температуры 220 — 300" С падают смесь паров в CSz u COz в малярном соотношении CSz/COz=3, с объемной скоростью

400 — 1000 ч, преимущественно 610 ч Реакцию проводят, насколько это возможна, 20 без наличия воды, но содержание ее в исходном сырье не должно превышать 0,01 мас. Д.

Полученный реакционный газ охлаждают в теплообменнике до 25 С и после 25 абсорбции сероуглерада анализируют хроматографическ и, Результаты испытаний представлены в таблице.

ЗС

* Показатели ня опь.: и ус ан, =

Остальные примеры осуществляют аналогичным образам, меняя исходное соотношение компонентов в соответствии с пал;ченным составом катализатора. Результаты испытания представлены в таблице.

Данное изобретение позволит повысить зкономичность процесса за счет прс ведения ега при атмосферном давлении, за счет снижения нормы расхода катализатора и уменьи ить зколагическое загрязнение за счет уменьшения количества отходов производства в виде отработанного катализатора.

Формула изобретения

Катализатор для синтеза сероокиси yглерада из диоксида углерода и сероуглерода, содержащий оксиды никеля, молибдена, на носителе — )<-аксиде алюминия, о т л и ч а о шийся тем, что, с целью увеличения активности, катализатор дополнительно содержит аксиды магния и цинка при следующем содержании компонентов, мас. $:

o <ñëä никеля 0,1 — 4,0 оксид молибдена 1 0- 5.0 оксид магния 8 — 10 аксид цинка 3-5

) -ок ид алюминия остальное