Способ приготовления блочных катализаторов для окисления сернистого ангидрида

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик »>725698 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2805.77 (21) 2489743/23-04

Ь с присоединением заявки ¹ р )м. к,.з

В 01 J 37/04

В 01 > 23/220

С 01 В 17/68

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 050430. Бюллетень Йо 13

Дата опубликования описания 1002.81 (53) УДК 66.097. 3 (088.8) В.И. Ванчурин, A.È. Малахов, А.Г. Амелин, E.Ô. Белоусова и Н.М. Корчагин (72) Авторы изобретения

Московский ордена Ленина и ордена Трудового

Красного Знамени химико-технологический институт им. Д.И. Менделеева (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЛОЧНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ

ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ СЕРНИСТОГО АНГИДРИДА

Изобретение относится к способам приготовления катализаторов, в частности блочных катализаторов для окисления сернистого ангидрида.

Известен способ получения блочных ванадиевых катализаторов для окисления сернистого ангидрида, заключающийся в том, что каталиэаторную массу, состоящую иэ диатомитовой 1( земли, пятиокиси ванадия, карбоната калия и водного раствора жидкого стекла, формуют экструзией, полученные макаронообраэные нити переплетают таким образом, чтобы они слипались в местах соприкосновения с образованием блоков, размером 12х20х20 cM(1j.

Но так как невозможно практичес:. ки регулировать процесс спекания от дельных нитей, в некоторых местах .:,блока появляются пустоты, а в другях образуются конгломераты полностью сросшихся нитей катализатора. В итоге оказывается, что гидравлическое сопротивление блока по сечению неодинаково, значительная. часть газа проходит через имеющиеся в нем пустоты, часть катализатора не используется и появляется опасность его перегрева в отдельных местах. Кроме того, изготовление крупноформатного блочного катализатора сложно.

Ближайшим решением поставленной задачи является способ получения блочного катализатора, например для синтеза аммиака, путем смешения мелкозернистого катализатора со связующим — алюминатом калия с последующим формованием его в блоки и термообработкой (2J .

Однако вследствие гидрофильного характера поверхности ванадиевых катализаторов связующее интенсивно

;поглощается .внутрь зерен катализатора, в результате чего внутренняя поверхность гранул блокируется, увеличивается содержание нежелательных примесей, в частности окиси алюминия и резко снижаются их каталитические свойства.

Целью изобретения является получение катализатора с повышенной активностью и удельной поверхностью.

Указанная цель достигается тем, что зерна катализатора смешивают с рлюминийсодержащим связующим, в качестве которого используют алюмофосфатное связующее в количестве 15-25% от веса катализатора, перед формованием пропитывают хромоланом в коли725698 честве 12-30% от веса катализатора, сушат, обрабатывают раствором гидроокиси калия в количестве 15-30% от веса катализатора, сушат, затем формует в виде блоком и "брбводвт термообрвботкт. "-""— . Полученные блочные катализаторы

5 активнее известных катализаторов в 2,4-3 раза при 420 С и 3,7 раза при 485 С при примерно таком же гидравлическом сопротивлении,, что и у зернистых катализаторов.

Кроме того, при приготовлении блочных катализаторов предлагаемым способом удельная поверхность исходных катализаторов BAB СВД и ИК-4 не изменяется. !

Сущноисть способа заключается в следующем.

Зерна ванадкевых катализаторов пропитывают раствором хромолана, сушат досухааф смешивают с концентриро- 20 ванным раствором гидроокиск калия, сушат, охлаждают, приливают раствор алвмофосфатного связующего, тщательно перемешивают и формувт на вибростенде, в блок. При формованки блоков с 25 большими объемами целесообразно использование каркасов из металлической сетки.

Затем блок подвергают термообработке при 500-700 С в течение 30

О, 5-3 ч.

Хромолан представляет собой 30%ный раствор хромостеаринового комплекса в иэопропиловом спирте (4,45,0 вес.% Cr + 3, РН РаствоРа 4-5) °

В качестве исходного ванадиевого катализатора могут быть исполъэованы различные его формы: гранулы, таблеткй, окатыаи, кольца и т.д.

Растворы гидроокиси калия содержат 20-40 вес.% К20.

В качестве алюмофосфатного связующего испольэувт растворы состава, вес.%: 41 Р20, 7-10 А8>О>и 49-52

Пример 1. 280 кг ванадиезого 45 катализатора СВД смешивают с 33,6 кг хромблана, сушат ha воздух@ &tie nou температуре выше комнатной, охлаждают, обрабатывают 84 кг гкдроокиси калия (20 вес.% К20), сушат, ох« я0 лаждают, вводят 42 кг алвмофосфатного связующего состава, вес.%з 41 Р О, 7 At<0> и 52 Н20. Тщательно перемешивают, загружают,в каркас из стальной сетки, уплотняют на вибростенде и проводят термообработку при

500 С в течение 3 ч. Получают сплошо ные цилиндры, Р 1000 мм, Н 500 ьи.

В примерах 2-5 проводят опыт, как в примере 1.

Пример 2. 189 кг кольцеобразного ванадиевого катализатора

ИК-4 (Д 1000 х 200 мм, Н 500 мм) сме- . шивают с 56,7 кг хромолана, 28,35 кг раствора гидроокиси калия 20 sec.%

K2Q) и 47,25 кг алюмофосфатного связующего тогЬ же состава, что и в примере 1. Термообработку проводят при 600 С в течение 1,5 ч.

Пример 3. 462 кг ванадиевого катализатора СВД смешивают с

55,44 кг хромолана, 69,3 кг раствора гидроокйси калия (40 вес.% K O) и

69,3 г алвмофосфатного связующего . с остава, вес. %: 41 Р О <, 10 Ag> 09 и

49 H20 ° Термообработку йроводят йри

700ОC в течение 0,5 ч. Получают полые цилиндры р, 1000 х 400 мм, Н

1000 мм.

Пример 4. Смешивают 0,75 кг колъцеобразного ванадиевого катализатора HK-4 с 21,3 кг хромолана, 14,15 кг раствора гидроокиси калия (30 вес.% К О) и 14,15 кг алюмофосфатного связующего того же состава, что и в примере 3. Массу уплотняют на вибростенде в специальной разъемной форме. После снятия формы проводят термообработку при 520 С в течение 2 ч. Получают сплошные цилиндры, D 600 мм, Н 500 мм.

Пример 5. Смешивают 12,6 кг гранулированного катализатора BAB с 2,5 кг хромолана, 2,5 кг Раствора гидроокиси калия (20 вес.% К20) и

2,5 кг алюмофосфатного связующего того же состава, что к в примере 1.

Массу уплотняют в разъемной форме, форму снимают и проводят термообработку при 450 С в течение 2 ч. Получают параллелепипеды размером

300х300х200:мм.

В. таблице представлены результаты испытания ванадиевых катализаторов, приготовленных в виде блоков предлагаемыми и известным способами, а также в виде отдельнйх зерен. За меру активности принимают степень превращения, измеренную проточным методом, или константу скорости, найденную на проточно-циркуляционной установке, при 420 и 485 С.

725698

««««««ВФ ° 5 °

«4в««««««« а «евееа wV

Степень превращения, Ф при температуре, С

Константа скорости, с»ат» при тем-. пературе, С

Удельная поверхность м /г рочность

r/ãðàнула

Катализатор

««

420 485

420 485

«««е« ре

86,0

84,5

52 86,6

0,25 1,6

0,25 1,3

0,80 1,7

Гранулы ВАВ

Рранулы СВД

Кольца ИК-4

140 .80

3,0

4.0 0

1,5

4 8

2,8

8,2

Приготовленный известным способом»

180 2,0 кг/см 0,5

5 32,0 0,05 0,3

Приготовленный предлагаемым способом в примере

150

150

150

0,15 1,1

0,60 1,5

0,12 1,1

0,55 1,5

0,20 1,3

83,0

85,0

83,0

85,0

84;6

2

4

4 0

5,0

5 0

2,1

6,6

1,8

5,4

3,0

6,0

4 0

«« ыа «ае « ммьи ° a«««ее««

% катализатор готовят смешением катализатора сВд с раствором алюмината калия, состава, вес.Ъ: 17,0 А920>, 29,4 К О и 53,6 Н20, взятым в количестве 100% от веса катализатора.

Составителв Н. Путова

ТЕхред:И.Асталош . Корректор Н. Швыдкая.

Редактор. T. Шарганова

Заказ 578/8 Тираж 809

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений к открытий

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

Подписное

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

Формула изобретения

Способ приготовления блочным катализаторов для окисления сернистого ангидрида, включающий смешение зерен катализатора с алюминийсодержащкм связующим с последующим формованием в виде блоков и термообработкой, отличающийся тем, что; с целью получения катализатора с повышенной активностью и"удельной по- 4> верхностью, зерна катализатора перед формованием пропитывают хромоланом в количестве 12-ЗОВ от веса катаГидравлическое сопротивление при линейной скорости га за

0,5 м/с, мм вод.ст лизатора, сушат, обрабатывают раствором гидроокиси калия в количестве

l5-ЗОВ от веса катализатора к снова сушат, а в качестве алюминнйсодержащего связующего используют алюмофос» фатное связующее в количестве 15-25% от веса катализатора. с

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент АнГлии 1Ф 1135247, кл. В 1 Е, опублик. 1968.

2. Авторское свидетелвство СССР Р 423324, кл. В 01 J ° 37/04, 1973.