Способ приготовления катализатора для производства синтетического аммиака

 

дВТОгОНОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСЯНИЕ способа приготовления катализатора для производства синтетического аммиака.

К авторскому свидетельству К. В. Трокцкого, заявленному 13 мая

1934 года (спр. о перв. _#_" 147412), 0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 марта 1935 года.

Предлагаемый способ заключается в том, что в расплавленную массу катализатора, полученную в процессе производства катализатора известными способами, быстро погружается катализаторная пыль с величиной зерна от 0 до

0,5 яя.

Расплавленная масса быстро (в течение 3 — 5 секунд) охлаждается от 1500—

1700 ; при этом катализаторная пыль спекается, образуя пористые куски с развитой поверхностью контакта и закаленной структурой поверхности. Следовательно, применение пористого закаленного катализатора дает повышение активности за счет двух факторов:

1) увеличения поверхности контактирования и 2) улучшения структуры в виду применения специфической термической обработки (закалки). Повышенную каталитическую активность кристаллизованного катализатора можно объяснить тем, что быстрое нагревание и охлаждение пористого закаленного катализатора создает систему, обладающую неустойчивой кристаллической решеткой и имеющую избыток свободной энергии.

При приготовлении пористого закаленного катализатора, когда катализаторная пыль бросается в расплавленную массу, имеющую 1500 — 1700, происходит быстрое охлаждение расплавленной массы. При этом происходит неравно мерное распределение температуры, бла-! годаря чему в некоторых местах образуются условия для процесса кристаллизации, более благоприятные, и получается масса, имеющая неоднородную плотность, а также создается напряжение в застывшем катализаторе. Также эта своеобразная закалка катализатора способствует образованию более мелкой кристаллической структуры, обладающей запасом свободной энергии.

При восстановлении пористого закаленного катализатора, в виду меньшей прочности вкрапленных в катализаторную массу зерен пыли катализатора, а также в виду закалки катализатора, происходит растрескивание поверхности и поэтому закаленный катализатор в процессе работы приобретает новые поверхности контактирования. Следовательно, этот катализатор должен в процессе работы прогрессивно повышать свою активность. Этим явлением, а так же закалкой можно объчснить высокую устойчивость закаленного катализатора против отравления контактными ядами.

Активность закаленного катализатора повышается с увеличением количества катализаторной пыли, вводимой в рас. плавленную катализаторную массу.

Пористые закаленные катализаторы дают следующие преимущества по сравнению с существующими катализаторами: 1) более низкая температура реакции синтеза; 2) более длительный срок работы закаленного катализатора без перегрузки в виду большой устойчивости его против отравления контактными ядами (СО, О., Н.О и Н,); 3) более высокий процент контактирования B виду высокой активности закаленного катализатора; 4) при увеличении объемной скорости меньшее снижение процента контактирования, так как при этом увеличивается циркуляция газа через поры катализатора.

Пример 1. Железная стружка вместе с активаторами помещается в железный барабан в количестве 5 — 6 кг.

Затем производят сжигание стружки в струе кислорода. Когда расплавленная масса совершенно окислится и начинает слегка густеть (что указывает на закончившийся процесс окисления), в расплавленную массу быстро погружается катализаторная пыль с величиной зерна 0 — 1 люл в количестве 3 — 4 кг.

Расплавленная масса застывает, а пыль, спекаясь, образует массу пористой сгруктуры.

Сверху насыпают 2 кг катализаторной пыли для предохранения образовавшегося пористого катализатора от расплавления. Затем вторично насыпается в барабан железная стружка с активаторами и происходит ее сжатие в струе кислорода и т.д.; процесс образования пористого катализатора производят до заполнения массой барабана.

Полученный блок пористого катализатора дробится дробилкой Блека и отсеиваются куски величиной 15 — 20 мл, I загружаемые в колонну синтеза аммиака.

Пример 2. При приготовлении катализатора сплавлением магнетито-, вой руды в электри еской печи про-, цесс изготовления пористого закаленного катализатора происходит следующим образом. Магнетитовая руда в смеси с активаторами (1 /, КаО и 20/

AI,О.-) загружается в электрическую печь. Печь имеет корытообразную форму, в которую помещены горизонтально расположенные электроды, охлаждаемые водой и соединенные проволокой. В печь загружается около 800 кг магнетита и включается ток. Происходит расплавление железной проволоки и затем плавится руда. Вначале расход энергии равен 25 — 30 АБ, через Ы часа достигает 150 — 170 lгИ . Когда вся масса расплавится (1500 — 1600 ), быстро засыпают в печь 100 — 150 кг катализаторной пыли с диаметром зерен 0 — 0,05 л м.

Затем быстро производят перемешивание образующейся полужидкой массы; при этом произойдет быстрое затвердевание и закалка образовавшейся пористой массы катализатора.

Перемешивание массы необходимо для быстрого охлаждения расплавленной массы, а также для образования равномерной пористой структуры.

Тогда вынимают блок катализатора и измельчают его на дробилке. Образующуюся мелочь размельчают для приготовления катализаторной пыли.

Предмет из обретения.

Способ приготовления катализатора для производства синтетического аммиака посредством сжигания металлического железа в струе кислорода или переплавки магнезитовой руды в смеси с активаторами, отлича|ощийсч тем, что к полученной расплавленной массе быстро прибавляют холодную катализаторную пыль, Эксперт я редактор Ф. Ф. Рылся

Тип. „Печатный Труд". 3ак, 3133 — 4ьО