Способ получения активного компонента катализатора процесса очистки отходящих газов от оксидов азота

 

Сущность изобретения: обработка тетра-4-карбоксифталоцианин кобальта бромом в хлорсульфоновой кислоте в присутствии иода при 75-80°С в течение 7-8 ч, с последующим охлаждением реакционной массы, установлением нейтральной среды путем промывания водой реакционной массы после обработки ее соляной кислотой с последующей обработкой щелочью и кислотой. 22 примера. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

О

Cd

Ф

О

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4779,1 35/04 (22) 05.01.90 (46) 23,03,93. Бюл, ¹ 11 (71) Ивановский химико-технологический институт (72) В.Е. Майзлиш, Ф.П. Снегирева, Г.П. Шапошников, А.B. Величко и P.Ï, Смирнов (56) Изв. вузов "Химия и хим.технология", 1990, т. 33, вып, 1, с. 70 — 74.

Авторское свидетельство СССР

¹1761235,,кл. В 01 О 53/36, 1989.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1703650, кл, С. 07 D 487/22, 1989.

Лейте B. Определение загрязнений воздуха в атмосфере и на рабочих местах. — Л.;

Химия, 1980, с, 340.

Изобретение относится к способу получения нового активного компонента катализатора процесса очистки отходящих газов от оксидов азота, который может найти применение в химической промышленности, черной металлургии и других отраслях промышленности для производств, требующих очистки большого количества газов с температурой ниже 200 С, при травлении металлов азотной кислотой в гальванических цехах, в ряде процессов в приборостроении, в производстве люминофоров и т,д.— там, где выбросы оксидов азота периодичны и газы часто запылены, содержат капельные жидкости, разбавлены кислородом воздуха.

Целью изобретения является увеличение каталитической активности целевого продукта.

Цель достигается тем, что тетра-4-карбоксифталоцианин кобальта подвергают бромированию бромом в хлорсульфоновой кислоте в присутствии иода при 75 — 80 С в

» . Ж 1803409 А1 (sl)s С 07 F 15/06, В 01 J 31/22 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОГО

КОМПОНЕНТА КАТАЛИЗАТОРА ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ OT ОКСИДОВ АЗОТА (57) Сущность изобретения: обработка тетра-4-карбоксифталоцианин кобальта бромом в хлорсульфоновой кислоте в присутствии иода при 75 — 80 С в течение

7 — 8 ч, с последующим охлаждением реакционной массы, установлением нейтральной среды путем промывания водой реакционной массы после обработки ее соляной кислотой с последующей обработкой щелочью и кислотой. 22 примера. 2 табл. течение 7 — 8 ч, охлаждают, высаженный осадок промывают до нейтральной среды и выделяют целевой продукт путем обработки реакционной массы щелочным раствором с последующим подкислением водного раствора и отделением целевого продукта. Пример 1. Получение активного компонента катализатора. 1,5 г (0,002 моль) тетра-4-карбоксифталоцианина кобальта помещают в трехгорлую колбу, добавляют

15 мл свежеперегнанной хлорсульфоновой кислоты, 0,7 мл (0,016 моль) брома и 0,02 r (0,00015 моль) иода, Реакционную массу при постоянном перемешивании нагревают до

80 С и выдерживают при этой температуре

8 ч, После охлаждения раствор осторожно выливают на лед, Выпавший осадок центрифугируют, промывают соляной кислотой, водой. Полученный продукт помещают в 200 мл 2,5%-ного водного раствора едкого кали и нагревают до 50 С при постоянном перемешивании, После выдерживания в этих условиях 0,5 ч раствор отфильтровыва1803409 ют, осадок растворяют в 150 мл воды. Растворы объединяют, подкисляют соляной кислотой до выпадения осадка, который центрифугируют, промывают водой, этанолом, ацетоном и сушат при 105-110 С. 5

Выход; 1,04 г (49%).

Найдено, %: С 40,1; Н 1,6; N 11,0; Br

28,7; Со 5,6.

С36Й8Н1208В г4СО

Вычислено, %; С 40,6; Н 1,1; N 10,5; Br 10

30,1; Со 5,5.

Темно-синий порошок, ограниченно растворяется в диметилформамиде, диметилсульфоксиде, хорошо растворяется в воде в присутствии гидроксида аммония, в концентрированной серной кислоте.

Структура полученного соединения (I) доказана результатами элементного анализа и подтверждена данными электронной и колебательной спектроскопии: 20

HQ0C

С00Н

СО

HOO(:

СООН

Электронный спектр поглощения сое- 35 динения характеризуется наличием в длинноволновой области интенсивной полосы поглощения при 14880 см (672 нм) в диметилформамиде и диметилсульфоксиде и

12880 см (776 нм) в концентрированной 40 серной кислоте.

Инфракрасный спектр содержит ряд полос, характерных для фталоцианиновых соединений. Полосы поглощения в области

1640 — 1770 см подтверждают наличие кар- 45 боксильных групп, а в области 608 см брома в качестве заместителя.

Пример 2, Синтез активного компонента катализатора вели аналогично примеру 1, Выдержка при бромировании 7 ч. 50

Выход продукта; 1,00 г (47%).

Найдено, %: С 40,2; Н 1;5; N 10,9; Br

28,6; Со 5,6.

Пример 3. Синтез активного компонента катализатора вели аналогично приме- 55 ру 1.

Выдержка при бромировании 6 ч, Выход продукта: 0,96 r, Найдено, %; С 44,2; Н 1,6; N 11,2; Br

24,8; Со 5,9.

Пример 4. Синтез активного компонента катализатора по примеру 1. Выдержка при бромировании 9 ч.

Выход продукта: 0,98 г (46%).

Найдено, %: С 40,2; Н 1,4; N 10,8; Br

28,8; Со 5,6.

Пример 5. Синтез активного компонента катализатора по примеру 1. Выдержка при бромировании 7,5 ч.

Выход продукта: 1,02 r (48%).

Найдено, %: С 40,2; Н 1,5; N 10,9; Br

28,6; Со 5,6.

Пример 6. Синтез активного компонента катализатора по примеру 1. Температура бромирования 75 С.

Выход продукта: 1,03 г (49%), Найдено, %: С 40,3; Н 1,5; N 11,0; Br

28,7; Со 5,6.

Пример 7. Синтез активного компонента катализатора по примеру 1. Температура бромирования 77 С.

Выход продукта: 1,03 г(49%)

Найдено, %: С 40,4; Н 1,4; N 10,9; Br

28,8; Со 5,6.

Пример 8. Синтез активного компонента катализатора по примеру 1. Температура бромирования 90 С.

Выход продукта: 0,89 г.

Найдено, %: С 43,2; Н 1,5; N 11,1; Br

25,6; Со 5,8.

Пример 9. Синтез активного компонента катализатора по примеру 1. Температура бромирования 70 С.

Выход продукта: 0,93 г.

Найдено, %. С 42,8; Н 1,6; N 11,2; Br

25,3; Со 5,9.

Пример 10. Приготовление катализатора 1. Приготовление катализатора с использованием полученного по примеру 1 активного компонента осуществлялось аналогично приготовлению катализатора с использованием активного компонента, получаемого по способу-прототипу.

Активный компонент, полученный по примеру 1, тетрабром-тетракарбоксифталоцианин кобальта СоФц (4-СООН)4Вг4, растворяют в 0,1 %-ном водном растворе гидроксида аммония. Носитель-гранулированную окись алюминия пропитывают приготовленным раствором до адсорбции активного компонента на носитель в количестве 1,0 мас.%. Полученный катализатор сушат при 100 С до постоянной массы.

Пример 11, Приготовление катализатора 2, Аналогично примеру 10 с использованием активного компонента, полученного по примеру 2.

Пример 12. Приготовление катализатора 3, Аналогично примеру 10 с использо1803409 ванием активного компонента, полученного в табл,2 (условия для всех катализаторов по примеру 3. аналогичные).

Пример 13. Приготовление катализа- Сопоставление каталитических свойств, тора 4. Аналогично примеру 10 с использо- представленных в табл.1 и 2, катализаторов ванием активного компонента, полученного 5 иллюстрируют несомненное преимущество по примеру 4. катализатора, активным компонентом котоПример 14. Приготовление катализа- рого является тетрабромтетракарбоксифтатора 5. Аналогично примеру 10 с использо- лоцианин кобальта, полученный ваниемактивного компонента, полученного заявленным способом. Катализатор с испо примеру 5. 10 пользованием полученного активного комПример 15. Приготовление катализа- понента обладает большей активностью, тора 6. Аналогично примеру 10 с использо- чем известный, что позволяет вести процесс ванием активного компонента, полученного очистки при объемных скоростях газового по примеру 6. потока 14600 ч и степени очистки газа от

П ример 16. Приготовление катализа- 15 оксидов азота 99,5 при 200 С, т.е, повытора 7. Аналогично примеру 10 с использо- шается эффективность процесса очистки, ванием активного компонента, полученного т.к. очистке подвергается больший объем по примеру 7. газа за одно и то же время; кроме того, это

Пример 17, Приготовление катализа- 20 ведет к снижению материалоемкости и друтора 8. Аналогично примеру 10 с использо-- гих затрат. ванием активного компонента, полученного Коэффициент стабильности катализатопо примеру 8. ра с использованием активного компоненПример 18. Приготовление катализа- та, полученного заявленным способом, как тора 9. Аналогично примеру 10 с использо- 25 и с использованием известного активного ванием активного компонента, полученного компонента, составляет примерно 0,98— по примеру 9. 0,99 и сохраняет свою стабильность миниПример 19, Процесс очистки. Очистку мум 200 ч работы. проводили в стеклянном реакторе проточ- Состав газа до очистки; NO — 1,0 об. ; ного типа диаметром 10 мм при объеме ка- 30 МНз — 1,0 об. ; 02 — 4,0 об. ; N2 — 94,0 об. тализатора 1, равном 1 см, Состав газовой После очистки практически весь NO (до смеси до очистки: NO 1,0 об. ; КНз 1,0 995 ) и МНз переходят в Мг и Н О, об. ; Q> 4,0 об. ; йг 94,0 об. . Анализ газа Предлагаемый способ может быть исдо и после контактного аппарата проводили пользован для получения активного компопо методике (4). Температура в реакторе 35 нента катализатора процесса очистки о

50 С. Объемная скорость газового потока отходящих газов от оксидов азота, облада-1

10300 ч . Степень очистки газа от NO ющего высокой каталитической активносоставляет 99,5 . стью.

Пример 20, Очистку проводили по Формула изобретения примеру 19. Температура в реакторе 100 С. Способ получения активного компоненОбъемная скорость газового потока 12000 40 та катализатора процесса очистки отходя-1 ч . Степень очистки газа от NO 99,5 . щих газов от оксидов азота с использованием

Пример 21. Очистку проводили по соединения кобальта и обработки реакционпримеру 19. Температура в реакторе 150 С. ной массы щелочным раствором с последуюОбъемная скорость газового потока 13500 щим подкислением раствора и отделением ч ". Степень очистки газа от NO 99,5, 45 целевого продукта, отличающийся

Пример 22. Очистку проводили по тем, что, с целью повышения каталитичепримеру 19. Температура в реакторе 200 С. ской активности целевого продукта, в качеОбъемная скорость газового потока 14600 стве соединения кобальта используют ч . Степень очистки газа от NO 99,5 .

-1 о тетра-4-карбоксифталоцианин кобальта, коДанные по примерам 19 — 22 сведены в 50 торый подвергают обработке бромом в табл.1 и сравнены с результатами прототи- хлорсульфоновой кислоте в присутствии па в аналогичных условиях. иода при 75 — 80 С в течение 7 — 8 ч, с послеДанные по очистке в присутствии ката- дующим охлаждением реакционной массы, лизаторов 2 — 9, при приготовлении которых установлением нейтральной среды путем использовались активные компоненты, син- 55 промывания водой реакционной массы потезированные по примерам 2 — 9, приведены сле обработки ее соляной кислотой с последующей обработкой щелочью и кислотой, 1803409

Таблица1

Таблица2

Составитель В,Майзлиш

Техред М,Моргентал

Редактор А.Купрякова

Корректор Н.Кешеля

Заказ 1032 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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