Способ получения катализатора для конверсии окиси углерода

 

1

О П И C - À-"Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соеетскнк

Соцналнстнческнк

Республнк iii 709163

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.11.75 (21) 2188972/23-04 с присоединением заявки Рй— (23) Приоритет— (51)М. Кл.

В 01 3 37/00//

С 01 В 2/10

3ЪеуддретввннЫ(квинтет

СССР ае делан изобретений н еткрытнй

Опубликовано 15 01.80. Бюллетень Ah 2

Дата опубликования описания 25 01.80 (53) УДK 66.097. . 3 (088.8) Г. П. Черкасов, С. С. Гаврилов, Н. И. Юшкина, А. С, Анохина, Т. А. Семенова, Б. И. Штейнберг, Ю. М. Шутов и М. И. Маркина (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ КОНВЕРСИИ

ОКИСИ УГЛЕРОДА

Изобретение относится к области химической промышленности, преимущественно, к технологии получения твердых веществ, состоящих из окисных соединений металлов, и может быть использовано для получения смешанных катализаторов на основе окисных соединений металлов — меди, цинка; алюминия.

В современной химической промышленности для производства катализаторов применяют способы, состоящие иэ следующих основных опе!

О раций: получение раствора азогнокислых1 сернокислых, солянокислых, муравьинокислых и др. солей металлов; получение раствора осадителя; смешение полученных растворов солей металлов и осадителя; отделение и отмывка по$5 лученного осадка; сушка, прокалка и формование (таблетирование) катализаторной массы; восстановление (активация) катализатора перед его применением в каталитическом процессе.

26

Известны способы получения катализаторов, в которых в качестве осадителя используют щавелевую кислогу, а катализаторная масса после введения осадителя представляет собой суспензию оксалатов меди и цинка в растворе нитрата алюминия (1) или нитрата алюминия и азотной кислоты (2). В процессе термической обработки катализаторной массы происходит разложение нитрата алюминия с выделением значительных качеств вредных окислов азота.

Ближайшим к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения катализатора для конверсии окиси углерода путем смешения раствора азотнокислых солей меди, цинка и алюминия с раствором осадителя, в качестве которого используют карбонат и/или бикарбонат щелочного металла, с последующим отделением и отмывкой полученного осадка от растворимой соли, формованием, сушкой, прокаливанием и восстановлением (3).

Однако этот способ не позволяет достичь равномерного распределения нерастворимых соединений металлов в осадке, так как большинство этих соединений выпадает в осадок при различных рН. Кроме гого, в большинстве

70916 катализаторов щелочные металлы являются нежелаемой примесью или даже ядом, Целью изобретения является повышение активности и уменьшение количества сточных вод в процессе получения катализатора. 5

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения катализаторов путем смешения раствора азотнокислый солей меди, цинка и алюминия с раствором осадителя с последующим отделением и отмывкой полученного осадка от растворимой соли, формованием, сушкой, прокаливанием и восстановлением, в качестве осадителя используют водный раствор, содержащий 10 — 30 вес.ч. гидроокиси алюминия и 26 — 36 вес. ч. оксалата аммония, а осаждение 15 проводят из раствора, содержащего, вес. ч.:

Нитрат меди 25

Нитрат цинка 15 — 30

Нитрат алюминия 20-60

Отличительным признаком изобретения явля- _#_ ется использование в качестве осадителя водного раствора гидроокиси аммония и оксалата аммония с определенным соотношением между компонентами.

При осуществлении способа по изобретению . все металлы находятся в осадке в виде труднорастворимых оксалатов и гидроокисей, а отделяемый,фильтрат представляет собой раствор аммиачной селитры, которая может быть использована как удобрение.

Использование сложного осадителя — водного раствора аммиака и оксалата аммония— обеспечивает одновременное выделение в осадок всех металлов независимо от рН среды и не требует тщательной отмывки нерастворимых соединений металлов (гидроокисей и оксалатов) от аммонийной соли (нитрата аммония), так как последняя легко разлагается или возгоняется при термической обработке осадка, Прадг1агаемый сложный осадитель не содер- 4О жит щелочных металлов, а концентрация ионов аммония в нем такова, что не позволяет некоторые металлы (медь, цинк) переводить снова в раствор в виде растворимых аммиачных комплексов.

Пример 1. Готовят раствор 25 вес. ч. азотнокислых солей меди, 19, вес, ч. цинка, 40 вес. ч. алюминия и 480 вес. ч. воды и раст. вор осадителя, содержащего 20 вес. ч. гидроокиси аммония, 30 вес. ч. оксалата аммония

50 и 280 вес. ч, воды. Оба раствора смешивают, полученный осадок отделяют фильтрацией от маточника, отмывают от нитрата аммония, сушат при 110 С и прокаливают при 400 С. По55 лучают катализатор состава, вес. :

Окись меди 38

Окись цинка 28

Окись алюминия 34

3 4 который смешивают с 2 вес.% графита и таб етируют в таблетки 4х 6 мм.

Катализатор испытывают в процессе конверсии СО с водяным паром на модельной установке при: условиях: обьем катализатора

400 см;; температура 220 С; обьемная скорость 5000 ч ; соотношение пар/газ 0,7 и. составе исходного газа, об,%:

СО 2,4; СОр 21,6; СН + Ar 1,0; N 18,0;

Hq 57 О.

Результат испытания: остаточное содержание

1 киси углерода в конвертированном газе

0,15 об.%. Количество промывных вод на 1 кг катализатора 19 кг.

Пример 2. Катализатор получают и испытывают аналогично примеру 1, только раствор солей металлов состоит из 25 вес. ч. Cu(N03) 30 вес. ч, Zn(N03)q, 20 вес. ч. А1(НОз) 3 и

200 вес. ч. воды, а раствор сложного осалителя состоит из 10 вес. ч. NH

СиО 38; Zn0 45; А120З 17.

Пример 3. Катализатор получают и испытывают аналогично примеру 1, только раствор солей металлов состоит из 25 вес. ч. Cu(NO3) 2, 15 вес. ч. Zn(NO>)2, 60 вес. ч. А1(МОз)3 и

430. вес. ч. воды, а раствор сложного осадителя состоит из 30 вес, ч. NH40H, 26 вес. ч. (NH4) Cq04 и 170 вес. ч. воды, Прокаленная катализаторная масса имеет состав, вес.%;

СиО 34, ZnO 20, A120з 46.

Пример 4. Катализатор получают и испытывают аналогично примеру 1, только раствор солей металлов состоит из 25 вес.ч. Cu(NOq)q,, 15 вес. ч. Zn(N03)„20 eee . А1(М03) 3, 140 вес. ч. воды, а раствор сложного осадителя состоит из 10 вес. ч. NH4ОН, 26 вес. ч. (ИНд.)qC>04 и 200 вес. ч, воды. Прокаленная масса имеет осостав, вес.%: CuO 48, ZnO 30, Al.20з

Образцы катализатора по примерам 2, 3, 4 при испытании имеют результаты, близкие примеру 1.

Активность катализатора, полученного по способу-прототипу, в условиях примера 1 составляет 0,36 ат.% СО, а количество промывных вод при получении катализатора-прототипа—

48 кг на 1 кг катализатора..

Таким образом, настоящий способ позволяет получать катализаторы, активность когорых больше чем в 2 раза превышает активность катализаторов, полученных по известному способу. Кроме того, предлагаемый способ позволяет более чем в 2 раза уменьшить количество промывных вод и легко утилизовать их, используя, например нитрат аммония, в качестве минерального удобрения, 5

Формула изобретения

709163 6 и 26 — 36 вес. ч. оксалата аммония, а осаждение

1 проводят из раствора, содержащего, вес. ч.:

Нитрат меди 25

Нитрат цинка 15-30

Нитрат алюминия 20 — 60

Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 413704, кл. В 01 Х 37/02, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР У 269152, кл. В 01 У 37/04, 1969.

3. Заявка Великобритании М 1366367, кл. В 1 Е, 1971 (прототип).

Способ получения катализатора для конверсии окиси углерода путем смешения раствора азотнокислых солей меди, цинка и алюминия с раствором осадителя с последующим отделением и отмывкой полученного осадка от растворимой соли формованием сушкой, прокаливанием и воссгановлением, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью повышения активности и уменьшения количества сточных вод, в качестве осадителя используют водный оаствор, содержащий 10 — 30 вес. ч. гидроокиси аммония

Заказ 8638/8 Тираж 809 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по лелам иэобрегений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Я. Локтев

Редактор Л. Емельянова Техред М. Келемеш Корректор Н Задерновская