Способ получения катализатора окисления оксида углерода

Изобретение относится к области очистки газов от вредных примесей и может быть использовано для очистки газовых смесей от оксида углерода в системах коллективной и индивидуальной защиты органов дыхания. Предложен способ получения катализатора окисления оксида углерода, включающий смешение диоксида марганца и оксида меди одновременно с приготовлением оксида меди при добавлении едкого натрия и медного купороса к суспензии диоксида марганца, добавление связующего вещества бентонитовой глины, формование гранул, сушку, дробление и термообработку, при этом приготовление оксида меди при добавлении едкого натрия и медного купороса к суспензии диоксида марганца проводят в несколько стадий равными долями, причем суммарное время добавления медного купороса составляет 1-3 часа. Технический результат заключается в повышении каталитической активности катализатора в окислении оксида углерода. 1 табл., 4 пр.

 

Изобретение относится к области очистки газов от вредных примесей и может быть использовано для очистки газовых смесей от оксида углерода в системах коллективной и индивидуальной защиты органов дыхания.

Известен способ получения катализатора окисления оксида углерода, включающий смешение отдельно приготовленных диоксида марганца и оксида меди со связующим бентонитовой глиной, формование гранул, сушку, дробление и термообработку полученных гранул (Авторское свидетельство СССР №176804, кл. B01J 23/84, 1965).

Недостатком известного способа является низкая каталитическая активность полученного катализатора в окислении оксида углерода.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и количеству совпадающих признаков является способ получения катализатора окисления оксида углерода, включающий смешение диоксида марганца и оксида меди со связующим бентонитовой глиной, при этом диоксид марганца смешивают с оксидом меди одновременно с приготовлением последнего при температуре 50-95°C в течение 0,5-3,0 ч, а затем диоксид марганца и оксид меди смешивают со связующим; формование гранул, сушку, дробление и термообработку (Патент РФ №2083279, кл. B01J 23/889, 37/04 // B01J 23/889, 101:64, опубл. 10.07.1997 г.

Недостатком прототипа является низкая каталитическая активность в окислении оксида углерода.

Техническим результатом (целью изобретения) является повышение каталитической активности катализатора в окислении оксида углерода.

Поставленная цель достигается предложенным способом, включающим смешение диоксида марганца и оксида меди одновременно с приготовлением оксида меди при добавлении едкого натрия и медного купороса к суспензии диоксида марганца, добавление связующего вещества бентонитовой глины, формование гранул, сушку, дробление и термообработку, отличающимся тем, что приготовление оксида меди при добавлении едкого натрия и медного купороса к суспензии диоксида марганца проводят в несколько стадий равными долями, причем суммарное время добавления медного купороса составляет 1-3 часа.

Отличие предложенного способа от известного состоит в том, что приготовление оксида меди при добавлении едкого натрия и медного купороса к суспензии диоксида марганца проводят в несколько стадий равными долями, причем суммарное время добавления медного купороса составляет 1-3 часа.

Из научно-технической литературы авторам не известен способ получения катализатора окисления оксида углерода, в котором приготовление оксида меди при добавлении едкого натрия и медного купороса к суспензии диоксида марганца проводят в несколько стадий равными долями, причем суммарное время добавления медного купороса составляет 1-3 часа.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.

Повышение каталитической активности в окислении оксида углерода при приготовлении оксида меди посредством многостадийного добавления едкого натрия и медного купороса равными долями к суспензии диоксида марганца и суммарном времени добавления медного купороса 1-3 часа обусловлено, вероятно, тем, что по сравнению с известным способом образуется большее количество поверхностных контактов частиц диоксида марганца и оксида меди, которые являются активными каталитическими центрами в реакции окисления оксида углерода. При медленном многостадийном добавлении медного купороса концентрация образующихся частиц оксида меди будет значительно меньше, чем в случае быстрого смешения реактивов по известному способу, где вследствие более высокой концентрации частиц оксида меди имеет место их интенсивное срастание и укрупнение. Поэтому при реализации предлагаемого способа на диоксиде марганца будут адсорбироваться частицы оксида меди более высокой степени дисперсности. Естественно, что после адсорбции процесс укрупнения частиц оксида меди прекращается, что и приводит к образованию значительно большего количества поверхностных контактов частиц диоксида марганца и оксида меди.

Таким образом, предложенный способ позволяет значительно повысить каталитическую активность катализатора в окислении оксида углерода.

Активность катализатора в окислении оксида углерода (А) рассчитывали по формуле:

A = v t C 0 S 1000 m M

где v - удельная скорость газовоздушного потока; t - время появления за слоем катализатора оксида углерода с концентрацией 0,1 C0; C0 - исходная концентрация оксида углерода; s - сечение слоя катализатора; m - навеска катализатора; M - молекулярная масса оксида углерода;

при следующих условиях: v=0,32 дм3/(мин·см2); C0=6,2 мг/дм3; s=3,14 см2; m=7,9 г; M=28 г/моль.

Способ осуществляют следующим образом. При перемешивании готовят водную суспензию диоксида марганца и добавляют в нее едкий натрий. После растворения последнего в суспензию добавляют водный раствор медного купороса. Указанные операции проводят в несколько стадий при добавлении реагентов равными долями при температуре 70-90°C. Суммарное время добавления раствора медного купороса к суспензии диоксида марганца составляет 1-3 ч. Затем суспензию фильтруют и отмывают пасту смеси диоксида марганца и оксида меди от ионов SO 4 2- . Полученную пасту смешивают со связующим веществом - бентонитовой глиной, пластифицируют и формуют гранулы на шнек-грануляторе при давлении 3,5-4,5 МПа и температуре 100-120°C. Сформованные гранулы сушат при температуре 60-90°C в течение 10-15 ч, дробят, отсеивают фракцию 1-3 мм и проводят термообработку при 250-350°C в кипящем слое. Состав катализатора: диоксид марганца 50-70% масс., оксид меди 10-30% масс, бентонитовая глина 5-15% масс. примеси 5-10% масс.

Пример 1. В смеситель, снабженный подогревающим и перемешивающим устройствами, заливают 4 дм3 воды, включают перемешивающее устройство и загружают 4 кг пасты диоксида марганца с влажностью 50%. Перемешивание ведут в течение 30 мин до образования однородной водной суспензии. Затем в смеситель добавляют 0,2 кг едкого натрия, включают подогревающее устройство и продолжают перемешивание в течение 15 мин. После растворения едкого натрия, установив в смесителе температуру 90°C и не прекращая перемешивания, в смеситель постепенно в течение 20 мин добавляют 1,4 дм3 раствора медного купороса с концентрацией 240 г/дм3. После добавления медного купороса продолжают перемешивание в течение 30 мин, поддерживая при этом установленную температуру. Затем в смеситель добавляют 0,2 кг едкого натрия, перемешивают в течение 15 мин и постепенно в течение 20 мин добавляют 1,4 дм3 раствора медного купороса с концентрацией 240 г/дм3. После добавления медного купороса продолжают перемешивание в течение 30 мин. Затем в смеситель добавляют 0,2 кг едкого натрия, перемешивают в течение 15 мин и постепенно в течение 20 мин добавляют 1,4 дм3 раствора медного купороса с концентрацией 240 г/дм3. После добавления медного купороса продолжают перемешивание в течение 30 мин. При трехстадийном добавлении общее количество едкого натрия составило 0,6 кг, общее количество раствора медного купороса с концентрацией 240 г/дм3 составило 4,2 дм3, суммарное время добавления раствора медного купороса к суспензии диоксида марганца составило 1 час. Полученную суспензию смеси диоксида марганца и оксида меди фильтруют и отмывают пасту от ионов SO 4 2- . Отмытую пасту с влажностью 50% в количестве 4 кг загружают в лопастной смеситель, снабженный паровой рубашкой, добавляют 0,3 кг связующего вещества бентонитовой глины и ведут процесс пластификации пасты в течение 1 ч до влажности 32%. На шнековом грануляторе через фильеры с диаметром отверстий 1,1 мм формуют гранулы при давлении 4 МПа и температуре 110°C. Сформованные гранулы сушат при температуре 70°C в течение 15 ч. Высушенные гранулы дробят, отсеивают фракцию 1-3 мм и проводят термообработку в кипящем слое воздухом при температуре 300°C. Полученный катализатор имеет следующий состав: диоксид марганца 64% масс., оксид меди 16% масс., бентонитовая глина 11% масс., примеси - остальное. Каталитическая активность в окислении оксида углерода составила 3,9 ммоль/г.

Пример 2. Ведение процесса, как в примере 1, за исключением общего количества добавленного в смеситель едкого натрия, которое составило 0,5 кг, общего количества добавленного в смеситель медного купороса с концентрацией 200 г/дм3, которое составило 4 дм3, количества бентонитовой глины, добавленной в пасту смеси диоксида марганца и оксида меди, которое составило 0,25 кг. Едкий натрий и медный купорос добавили в смеситель в две стадии. Полученный катализатор имеет следующий состав: диоксид марганца 68% масс., оксид меди 14% масс., бентонитовая глина 9% масс., примеси - остальное. Каталитическая активность в окислении оксида углерода составила 3,5 ммоль/г.

Пример 3. Ведение процесса, как в примере 2, за исключением того, что едкий натрий и медный купорос добавили в смеситель в четыре стадии. Полученный катализатор имеет следующий состав: диоксид марганца 68% масс., оксид меди 14% масс., бентонитовая глина 9% масс., примеси - остальное. Каталитическая активность в окислении оксида углерода составила 3,7 ммоль/г.

Пример 4. Ведение процесса, как в примере 1, за исключением суммарного времени добавления раствора медного купороса к суспензии диоксида марганца, которое составило 3 часа. Полученный катализатор имеет следующий состав: диоксид марганца 64% масс., оксид меди 16% масс., бентонитовая глина 11% масс., примеси - остальное. Каталитическая активность в окислении оксида углерода составила 4,2ммоль/г.
Таблица
Способ Количество стадий Суммарное время добавления медного купороса Каталитическая активность, моль/г
Предлагаемый 3 20 мин 1,5
3 30 мин 2,1
3 45 мин 2,6
Пример 1 3 1 ч 3,9
4 2 ч 4,1
5 3 ч 4,2
Пример 2 2 1 ч 3,5
3 2 ч 3,8
4 3 ч 4,0
Пример 3 4 1 ч 3,7
4 3 ч 3,9
4 5 ч 4,0
Пример 4 3 3 ч 4,2
4 5 ч 4,2
Известный (Патент РФ №2083279 1 10 мин 1,0-2,3

Как следует из данных, представленных в таблице, существенное повышение каталитической активности в окислении оксида углерода наблюдается при суммарном времени добавления раствора медного купороса к суспензии диоксида марганца не менее одного часа. При этом увеличение суммарного времени добавления раствора медного купороса к суспензии диоксида марганца более трех часов, а также увеличение количества стадий более трех не приводит к сколько-нибудь существенному росту каталитической активности. В этой связи использование таких технических приемов как увеличение суммарного времени добавления раствора медного купороса к суспензии диоксида марганца более трех часов, а также увеличение количества стадий более трех представляются нецелесообразным с точки зрения технологичности производственного процесса.

Катализатор, полученный по предлагаемому способу, позволяет проводить более эффективную очистку газовых смесей от оксида углерода в системах коллективной и индивидуальной защиты органов дыхания и даст реальную возможность эффективно решить широкий круг экологических и технологических проблем.

Из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение поставленной цели, а именно на повышение каталитической активности катализатора в окислении оксида углерода, а вся совокупность признаков является достаточной для характеристики заявленного технического решения.

Способ получения катализатора окисления оксида углерода, включающий смешение диоксида марганца и оксида меди одновременно с приготовлением оксида меди при добавлении едкого натрия и медного купороса к суспензии диоксида марганца, добавление связующего вещества бентонитовой глины, формование гранул, сушку, дробление и термообработку, отличающийся тем, что приготовление оксида меди при добавлении едкого натрия и медного купороса к суспензии диоксида марганца проводят в несколько стадий равными долями, причем суммарное время добавления медного купороса составляет 1-3 часа.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано при утилизации перфторуглеродных текучих сред и холодильных агентов. Способ обработки и/или разложения текучих сред органических галоидов включает осуществление в первом реакторе реакции одного или нескольких органических галоидов, безводного водорода и безводного диоксида углерода для получения моноксида углерода и одного или нескольких безводных галоидов водорода.

Изобретение может быть использовано для производства удобрений и смешанных видов топлива из простаивающего природного газа. Способ производства мочевины включает добычу простаивающего сырьевого природного газа, его смешение, удаление влаги и потенциально разрушительных веществ, риформинг, восстановление потока CO2 из природного риформинг-газа, сочетание регенерированного потока CO2 с потоком аммиака и выделение мочевины.

Изобретение относится к области применения возобновляемых источников энергии и к области получения электрической и тепловой энергии. .
Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способам утилизации диоксида углерода. .

Изобретение относится к способу переработки углекарбонатного минерального сырья, включающему обжиг известняка в реакторе с получением окиси кальция, производство карбида кальция реакцией части окиси кальция, полученной при обжиге известняка, с углеродом, контактирование части объема полученного карбида кальция с водой с получением ацетилена и едкого кальция, контактирование газообразных отходов процесса обжига известняка с водой для получения угольной кислоты, при этом для обжига известняка используют тепло, получаемое сжиганием части объема ацетилена, получаемого из части объема карбида кальция.

Изобретение относится к области холодильной техники. .

Изобретение относится к способу получения водорода из газа, содержащего метан, в частности природного газа. .

Изобретение относится композиции на основе оксида диалкилолова, такого как ДБОО, которая может быть использована в качестве катализатора переэтерификации при синтезе сложных (мет)акриловых эфиров.
Изобретение относится к нефтехимической промышленности и может быть использовано в производстве неодимового 1.4-цис-полизопрена. Способ получения сольвата хлорида неодима с изопропиловым спиртом для неодимового катализатора полимеризации изопрена осуществляют смешением хлорида неодима с изопропиловым спиртом, при этом на стадии синтеза сольвата хлорида неодима осуществляют гидродинамическое воздействие в трубчатом турбулентном реакторе диффузор-конфузорной конструкции.

Изобретение относится к улучшенному способу карбонилирования по меньшей мере одного карбонилирующегося реагента, выбранного из группы, включающей диметиловый эфир и метанол, монооксидом углерода в присутствии катализатора с получением по меньшей мере одного продукта карбонилирования, выбранного из группы, включающей метилацетат и уксусную кислоту, и этот катализатор получают объединением морденита, в который включен по меньшей мере один из следующих: серебро и медь, с неорганическим оксидным связующим.
Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, а именно к приготовлению катализаторов глубокого каталитического крекинга нефтяных фракций для производства олефинов С2-С4 и высокооктанового бензина.
Изобретение относится к области катализа. Описан способ получения наноструктурного катализатора демеркаптанизации нефти и газоконденсата на основе производных фталоцианина кобальта и его хлорзамещенных продуктов, в котором полученные путем размола исходных фталоцианинов в шаровой мельнице при 100-120°C в присутствии спиртов общей формулы R-(OCH2- CH2)n-OH, где при n=1 R=С6H5, C4H9; при n=2 R=Н, C2H5, наночастицы фталоцианина кобальта и его хлорзамещенных производных обрабатывают концентрированными водными растворами алканоламмониевых солей дисульфокислот фталоцианина кобальта и его хлорзамещенных производных с последующей стабилизацией катализатора линейными полиэфирами (полиэтиленгликолями).
Данное изобретение относится к нанесенному на мезопористый уголь катализатору на основе меди, к способу его получения и применению в каталитическом дегидрировании соединения с алкильной цепью C2-C12 для превращения соединения с алкильной цепью C2-C12 в соединение с соответствующей алкенильной цепью.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, а именно к приготовлению каталитической добавки для повышения октанового числа бензина каталитического крекинга.
Изобретение относится к области катализа. Описан способ приготовления катализатора для получения ароматических углеводородов путем конверсии углеводородных газов, включающий нанесение молибдена на носитель, представляющий собой цеолит HZSM-5, путем пропитки его водным раствором соли молибдена с последующей прокалкой на воздухе при температуре 500-600°С, причем цеолит HZSM-5 в виде порошка предварительно подвергают деалюминированию путем его термопаровой обработки в токе воздуха с парциальным давлением паров воды 10-60 кПа при температуре 450-550°С, и полученный цеолит HZSM-5 с суммарным содержанием молибдена 2-5 мас.% смешивают с инертным материалом, активно поглощающим СВЧ энергию, на основе оксида или карбида металла при массовом соотношении компонентов 2-4:1, соответственно.

Изобретение относится к области катализа. Описан способ приготовления катализатора для окислительной конденсации метана (ОКМ) до C2+ углеводородов, включающий нанесение марганца и вольфрамата натрия на носитель диоксид кремния путем его последовательной пропитки водными растворами нитрата марганца и затем вольфрамата натрия с последующей прокалкой на воздухе при температуре 800°C, в котором полученную композицию Mn - Na2WO4/SiO2 с суммарным содержанием марганца 1-2 мас.% и вольфрамата натрия 3-5 мас.% смешивают с инертным материалом, активно поглощающим СВЧ энергию, на основе карбида металла при массовом соотношении компонентов 2-4:1, соответственно.

Изобретение относится к способам получения целлюлозы и низкомолекулярных кислородсодержащих соединений при переработке биомассы из отходов лесотехнической промышленности и сельского хозяйства.
Изобретение относится к регенерированному катализатору гидроочистки, способу регенерации дезактивированных катализаторов и способу гидроочистки нефтяных дистиллятов.

Изобретение относится к области очистки газов от вредных примесей и может быть использовано для очистки газовых смесей от оксида углерода в системах коллективной и индивидуальной защиты органов дыхания. Предложен способ получения катализатора окисления оксида углерода, включающий смешение диоксида марганца и оксида меди одновременно с приготовлением оксида меди при добавлении едкого натрия и медного купороса к суспензии диоксида марганца, добавление связующего вещества бентонитовой глины, формование гранул, сушку, дробление и термообработку, при этом приготовление оксида меди при добавлении едкого натрия и медного купороса к суспензии диоксида марганца проводят в несколько стадий равными долями, причем суммарное время добавления медного купороса составляет 1-3 часа. Технический результат заключается в повышении каталитической активности катализатора в окислении оксида углерода. 1 табл., 4 пр.

Наверх