Способ приготовления высокотемпературного катализатора для окисления диоксида серы

 

Сущность изобрв1ения природный носитель-глинистый диатомит с содержанием 10-30 мае % глинистых минералов прокаливают п диапазоне температур 600-1000°С при поддержании зависимости температуры прокалки or содержания глинистых минералов в носителе, выраженной формулой: Т-650Ч5(Х-10)50, где Т- температура прокаливания глинистого диатомита; X - содержание глинистых минералов Далее носитель измельчают так чтобы после измельчения он содержал HP менее 40% частиц с размером менее 10 мкм Смешивают его с активным компонентом - соединениями ранадия, щелочных металлов и серной кислотой. Формуюг Сушат и т ермообрабатывают каталиэаторную массу 1 з п. ф-лы 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Н 01 1 Х7/04, 23/22

ГОСУДАРСТВЕН-ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСГ1АТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТГ. НИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

h (21) 4933132/04 (22) 05.05.91 (46) 30.06.93. Б1ол, М 24 (71) Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им, проф.

Я.В.Самойлова (72) В.М,Борисов, Д.О.Иванов, З,П,Кондратьева, Н.В, Кудрина, А,Д.Ионов, F3, Í, Mãзаник и В.П.Букалов (56) Мухленов И.П. Технология катализаторов, Л.: Химия, 1989. с. 155.

Авторское свидетельство СССР

1«. 522445, кл. В 01 J23/22,,1971, (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ

ОКИСЛЕНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ

Изобретение относится к способу получения катализатора на природном носителе для высокотемпературного окисления диоксида серы, Цель изобретения — снижение себестоимости катализатора и расширение сырьевой базы.

Сущность описываемого способа заключается в следующем, Высокую эффективность диатомиту, как основе термостабильного активного катализатора, придают панцири диатомитовых водорослей, состоящие из опаловых створке размером 0,01-0,05 мм с высокой удельной поверхностью (20-30 м2/г). Однако присутствие глинистых минералов резко снижает активность катализатора на природном носителе, что связано с закупориванием пор катализатора. При прокаливании диатомита при 600-1000 С в зависимости от содержа„.,5U „„1824235 А I (57) Сущность изобретения: природный носитель-глинистый диатомит с содержанием

10-30 мас.% глинистых минералов прокаливают в диапазоне температур 600-1000 С при поддержании зависимости температуры прокалки or содержания глинистых минералов в носигеле, выраженной формулой:

Т=-650- 15(Х-1О) -" 50, где Т вЂ” температура прокаливания глинистого диатомита; X — содержание глинистых минералов. Далее носитель иэмель гл ог так, чтобы после измельчения он содержал н» м нее Л0% частиц с раэл1ером менее 10 м;м. Смешивают его с активным компонентол1 — соединениями ванадия, щелочных металлов и серной кислотой, Форл1уют, Сушат и термообрабатывают каталиэаторную массу. 1 э,п. ф-llbl, 3 табл. ния глинистых минералов происходит разложение >людистых минералов на оксиды с размерами частиц близкими к рентгеноаморфным, что подтверждено рентгенографическим анализом. Варьируя температурой прокалки в указанных диапазонах при различном содержании в диатомите глинистых минералов (10-30 мас,%) воэмо>кно получить структуру пор, необходимую для создания активного термостабильного Yàòýëèýàòoðà на носителе с повышенным содержанием оксида алюминия. Температура предварительного прокаливанил . и>ке 600 С не изменяет структуру пор и незначительно влияет на активность катализатора, нез висимо QT содержания глинистых минералов. С повышением температуры прокаливания выше 600"С интенсифицируется воздействие температур на глинистые минералы, При невысокал1 содер1824235

25

50 жании глинистых минералов 10-20 мас.ф, достаточно более низких температур прокалки в соответствии с указанной зависимостью, которые обеспечивают необходимую структуру носителя. Например, предварительное прокаливание Инэенского диатомита с содержанием 20 мас, (, глинистых минералов при температуре 800 С, позволяет получить структуру, при которой обьем пор получаемого катализатора увеличивается по сравнению с катализатором на непрокаленном носителе со 129,2 мм /r до 410

3 мм /г, а пористость кагализатора повышается с 13,4 до 49,7ф,. При высоком содержании глинистых минералов (20-30 мас.$) необходимо более интенсивное термическое воздействие на природный носитель до 1000 С для получения активного катализатора. Предварительное прокаливание глинистого диатомита выше 1000 С ведет не только к разложению слюдистых минералов, но и к кристаллизации аморфного Oz в кристаболит с резким снижением пористости катализатора и использование такого носителя для получения катализатора не эффективно, Прокаливание диатомита с содержанием глинистых менее 10 мас. незначительно влияет на активность катализатора и прокалка не имеет смысла. При содержании глинистых минералов в диатомите более 30 мас.$ не зависимо от температуры прокаливания не удается получить катализатор с активностью удовлегворяющей промь,шленность, что отражено в примере, В соответствии с указанной зависимостью температуру предварительного прокаливания диатомита î T содержания глинистых минералов можно представить в виде табл, t.

При этом использование температуры предварительного прокаливания ниже оптимальной не позволяет получить максимальной активности катализатора для данного носителя, а повышение температуры предварительного прокаливания природного носителя выше оптимальной не дает значительного повышения активности при увеличении затрат. Полученные данные подтверждаются табл.2.

Дополнительный эффект в формировании структуры пор играет степень измельчения прокаленного диатомита, Как показано в табл.3, наиболее эффективно использовать степень измельчения такую, чтобы не менее 40ф, частиц имело размер менее 10 микрон.

Пример, Глинистый диатомит предварительно измельчают до размера частиц менее 3 мм, прокаливаюг при заданной томпературе (рассматриваемые температуры прокалки приведены в табл.2), измельчают таким образом, что не менее 40ф, частиц имеют размер менее 10 мкм. Далее измельченный прокаленный диатомит в количестве

56 г смешивают с 37,5 мл раствора ортованадата калия концентрацией 200 r V20s/л и серной кислотой в количестве 30 г, что в пропорциях соответствует следующему составу катализатора: ЧгОь — 7,5 мас. ф„КгО—

14 мас.$, 50з — 23 мас.7., остальное природный носитель — диатомит (рассматриваемое содержание глинистых минералов в диатомите приведено в таблице 2). Полученную катализаторную массу формуют пугем экструзии в виде гранул диаметром 6 мм, сушат и прокаливают при температуре

550 С. Активность катализаторов при температуре конверсии ЯО2 в ЯОз 485 С в стандартных условиях для различного содержания глинистых минералов в природном носителе и его температуры прокалки приведена в табл.2, Активность катализатора аналогично химического состава и условий получения при температуре конверсии $02 в ЯОз при

485 С в зависимости от степени измельчения прокаленного при 800 С Инэенского диатомита с содержанием 20 мас. глинистых минералов представлена в таблице 3.

Таким образом, настоящий способ позволяет использовать глинистый диатомит с низкой себестоимостью обширных запасов

РСФСР при сохранении требуемой активности катализатора, Формула изобретения

1. Способ приготовления высокотемпературного катализатора для окисления диоксида серы путем предварительного прокаливания природного носителя — диатомита, измельчения и смешения с активными компонентами — соединениями ванадия, щелочных металлов и серной кислотой, с последующим формованием, сушкой и термообработкой катализаторной массы, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения себестоимости катализатора и расширения сырьевой базы, используют глинистый диатомит с содержанием 10-30ф, глинисгых минералов и прокаливание носителя проводят в диапазоне 600-1000 С при поддержании зависимости температуры прокалки от содержания глинистых минералов в носителе, выраженной формулой

Т = 650+15(X-10) + 50, где Т вЂ” температура предварительного прокаливания глинистого диатомита, С;

X — содержание глинистых минералов. мас,$.

1824235

Таблица 3

Составитель В.Борисов

Техред М. Моргентал Корректор А.Козориз

Редактор

Заказ 2206 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035 Москва Ж-35 Ра шская наб. 4 5

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

Зависимость активности катализатора от степени измельчения,прокаленного при 800 С, Инзенского диатомита с содержанием 20 мас. $ глинистых минералов

1824235 после измельчения содержит не менее 40 частиц с размером менее 10 мкм.

2, Способ по и. 1, отличающийся тем, что прокаленный глинистый диатомит

Таблица 2

Активность катализатора в $ при температуре конверсии SOz в ЯОз 485 С в стандартных условиях в зависимости от содержания глинистых минералов в мас. и температуры предварительного прокаливания глинистого диатомита

Место- Содеррожде- жание ние глинистых

500 600 700

750 800 850

900 1000 минералов, мас.

87,7 88,6 88 8

88,7 88.2 88,0

88,0 85,0

87,5

Кисатиб83,0

83,8 88,8 89.1

79 5 83 ° 1 85,1

89,1 88,3 88,0

87,7 87,7 87,1

88,1 85,0

86,3 84,2

86,1 83,7 ское

Инзен79,0

81,4

76.0

78,1

83.6

87,0

85,2 86,5

84,6 85,1

81,6 82.3 ское

65.3

56.8

76,2 80,0

60,4 76.1

86,5

83,0

86,1

84,0

Ирбит83,1

81.2

83.5

83,8 ское

Йе более

50$

Температура предварительного прокаливания глинистого диатомита, С