Способ получения палладиевого катализатора на активированном угле для низкотемпературного окисления водорода и оксида углерода

 

Использование: продуктпалладиевый катализатор на активном угле (КТ) получают пропиткой гидроксилированного активированного угля раствором дихлорбисдиметилформамидного комплекса палладия, восстановлением добавлением в реакционную смесь гидразинхлорида при нагревании , промывкой и сушкой. Характеристика КТ: повышенная активность. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 01 J 37/02, 23/44

1 ,ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4907617/04 (22) 04,02.91 (46) 23.02.93. Бюл. № 7 (71) Ленинградский технологический институт им.Ленсовета (72) Н.Ф.Федоров, Г.К.Ивахнюк, Ю.H.Кукушкин, Е.А.Андронов, Л.А.Померанцева, О.Э.Бабкин и З,А.Хроменкова (56) Концевой А.Л. и др. Подбор катализаторов для окисления примеси водорода в воздухе, — Химическая технология, 1983, N 1.

Алексеевский Е.В. Способ приготовления палладиевого катализатора для промышленных целей, ЖПХ. 1929, т.2, ¹ 6.

Патент Франции № 2043 f38, кл, В 01 J 11/00, опублик. 1971.

Изобретение относится к получению металлических катализаторов для низкотемпературного окисления водорода и оксида углерода.

Широкое применение палладиевых катализаторов для очистки воздушных потоков и жидкофазн ых систем ставит задачу как повышения их удельной активности, так и

Совершенствования методов приготовлеI ния. Один из путей — повышение химической однородности поверхности носителя .для создания условий равномерного распределения активного металла по его поверхности.

В статье описано использование катализато ров АПК-2 и ПТП вЂ” 0,5 для очистки воздуха от примесей водорода, дейтерия и трития. При концентрации водорода в смеси с воздухом 0,15% максимальная степень

„„5U„„1796243 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПАЛЛАДИЕВОГО КАТАЛИЗАТОРА НА АКТИВИРОВАНН0М УГЛЕ ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО

ОКИСЛЕНИЯ ВОДОРОДА И ОКСИДА УГЛЕРОДА (57) Использование: продукт — палладиевый катализатор на активном угле (КТ) получают пропиткой гидроксилированного активированного угля раствором дихлорбисдиметилформамидного комплекса палладия, восстановлением добавлением в реакцион. ную смесь гидразинхлорида при нагревании, промывкой и сушкой. Характеристика

КТ; повышенная активность. 1 табл, окисления 98% на АПК вЂ” 2 достигалась при

90 С, и на ПТП-0,5 92% при 110 С. Авторы статьи рекомендуют зти катализаторы с содержанием 1 и 2% палладия соответственно для очистки от примесей водорода при 80 — О

100 С, однако все эти катализаторы не окис- ЬЭ ляют водород, находящийся в качестве ф, примеси в воздухе или кислороде при его (А) содержании меньше 1 об.% и комнатной температуре.

В статье авторы предлагают использовать для приготовления катализатора пропитку углеродсодержащего носителя для насыщения его поверхности соединением активного металла в течение суток при комнатной температуре из раствора тетрахлорпалладиевой кислоты в присутствии избытка свободной соляной кислоты. Восстановление проводилось в токе водорода, 1796243 насыщенного парами фармальдегида. К недостаткам упомянутого способа можно отНести следующее: использование соляной кислоты для приготовления пропиточного раствора, что нежелательно из-за возможости взаимодействия с материалом подожки и корродирования аппаратуры; ложные условия восстановления с примеением водорода, насыщенного парами формальдегида при температуре 100110 С; сравнительная длительность процессов прапитки (сутки) и восстановления (5-6 ч).

Полученные по описанному методу катализаторы окисляют водород при комнатной температуре, но при содержании палладия 7-10% и концентрации водорода в воздухе 4%, что говорит о недостаточйо высокой активности катализатора..

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ:нанесения, описанный во французском патенте. .. Для достижения равномернога распределения активного металла по поверхности носителя авторы вводят активный металл в поры носителя в виде суспензии, содержа-. ей твердые оксиды, гидроакислы и основые соли металлов, причем щелочная среда, еобходимая для получения твердой фазы, обеспечивается введением в состав суспенR( зии соединений типа - N — с — р

R „з х и нагреванием смеси да температуры 100250 С. Последнее Соединение при нагревании гидрализуется, давая одним из продуктов слабое оснавайие.

Что касается палладия, то он переводится в металлическое состояйие путем последующего восстановления его гидроксидов водородом при 400 С.

Цель изобретения — повышение активности катализатора.

Указанная цель достигается тем, что.в

-" известйом способе в качестве углеродсодержащего носителя используют активированный уголь, который предварительно гидроксилируют, а палладий наносят путем сорбции его дихлорбисдиметилформамидого комплексного соединения из водного аствора с последующим. восстановлением гидразинхлоридом при нагревании на водяной бане, Существенным отличием предлагаемогоа способа является то, что для сорбционйого занесения палладия на носитель в качестве исходного раствора используется водный раствор дихлоробисдиметилформамида палладия с различной концентрацией, обеспечивающей нужное содержание палладия в катализаторе, что повышает активность последнего.

Процесс приготовления катализатора иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Нейтральное комплексное соединение дихлоробисдиметилфармамид палладия получали растворением хлорида . палладия в диметилфармамиде до насыще"О ния. Отфильтрованный от нерастворившегася остатка раствор обрабатывают эфиром и при этом осаждается нужное соединение.

После фильтрации продукт высушивается на воздухе, .15 Приготовление раствора диметилфор мамидного комплекса палладия: раствор с содержанием 0,5% палладия по массе готовят прибавлением к 50 см воды 0,1775 г комплекса с последующим доведением объ20 ема раствора до 100 см, Приготовление катализатора; содержащего 0,5% палладия по массе: к отмеренному количеству сорбента 10 r прибавляли .30 см свежеприготовленного раствора дих25 лоробисдиметилформамида палладия. Bbi. бранное соотношение между количеством носителя и концентрацией раствора обеспечивает протекание процесса сорбции при соотношении Т: Ж = 1:3, что обеспечивает

30 полное поглощение палладия из раствора в течение нескольких часов. Для перевода палладия в металлическое состояние в ту же емкость с носителем, содержащим сорбировайный комплекс; вносили двойное по срав35 нейию со стехиометрическим количеством гидразинхлорида. Восстановление проводилось на кипящей водяной бане в течение

2 ч. После промывки водой до исчезновения реакции на хлорид-ион и сушки при 105 М

40 катализатор готов к использованию.

Аналогично примеру 1 готовились катализаторы с содержанием палладия 0,7; 1,2;

1,8; 2,0 мас, ..Данные по активности пол. ученных катализаторов приведены в табли45 це.

Во французском патенте данные по содержанию палладия, температуре окисления и активности палладиевого катализатора не приведены.

50 Каталитическая активность изучалась на проточной установке. Условии испытания: размер гранул 2,5-3,5 мм; высота слоя катализатора 3,0 см; сечение слоя катализатора 0,8 см; объем слоя катализатора

55 2,4 см; скорость подачи газовой смеси з. в реактор 0,8 л/мин; удельная скорость

1,0 л/мин см; температурный режим 202, 300 С; влажность парагазовоздушного потока 60-65 ; концентрация оксида углерода 0,2-4 об.

1796243

Составитель З.Хроменкова

Редактор Т.Куркова Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор С.Лисина

Заказ 611 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Каталитическая активность характеризовалась степенью превращения оксида углерода, которая представляет собой отношение концентрации двуокиси углерода, которая представляет собой отношение 5 онцентрации двуокиси углерода, в гаэовоздушном потоке за слоем катализатора к . концентрации двуокиси углерода, соответствующей полному окислению оксида углерода. 10

Существенным преимуществом предлагаемого катализатора является эначиФормула изобретения

Способ получения палладиевого катализатора на активированном угле для низкотемпературного окисления. водорода и оксида углерода путем пропитки активированного угля раствором соединения палладия с диметилформамидом с последующим восстановлением при нагревании, промывтельное повышение его активности, по сравнению с используемыми, при одинаковом содержании палладия. Применение катализатора, приготовленного по предлагаемому способу, для удаления следов водорода из жидкого каталита, показало, что его эффективность в 5 раз превышает показатели известного катализатора. Кроме того, использование катализатора для окисления оксида углерода при 160 — 180 С позволяет снизить температуру зажигания катализатора на 20-30 С. ки и сушки, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной активностью катализатора, перед пропиткой уголь гидроксилируют, в качестве соединения палладия используют его дихлорбисдиметилформамидный комплекс и восстановление ведут добавлением в реакционную смесь гидразинхлорида.