Способ получения окисного никельхромового катализатора для глубокого окисления органических веществ и окиси углерода

 

1 C A H < 732QQ4

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубпнк (6t ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.0 1. 78 (21) 2584220/23-04 (5 «1 ) 1т1 Кд с присоединением заявки №

В 01 а 37/00

В 01 3 23/86/(С 07 В 3/00

Госудзрстеенный комитет (23) Приоритет(53) УДК 66.097,3 (088.8) ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 05.05.80. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 10.05.80 (72) Авторы изобретения

Ю, Н. Тюрин, B. E. Супрунов, Г. М. Богомольный и H. Н. Чалганова

Кузбасский политехнический институт (7() Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСНОГД НИКЕЛЬХРОХОВОГО КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ГЛУБОКОГО

ОКИСЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕШЕСТВ

И ОКИСИ УГЛЕРОДА

Изобретение относится к области производства катализаторов, в частности, к производству катализаторов для глубокого окисления органических веществ и окиси углерода.

Известен отc оо приготовления катали5 затора для окисления выхлопных газов, состоящего из окислов хрома, никеля или коба ьта и носителя. Катализатор готовят следующим образом.

1О

К 1 молю хромовой кислоты добавляют 0,01-0,25 моль епетата никеля (или кобальта), в полученный раствор погружают носит = . ь, состоящий, в основном из кремнезема или глинозема, затем

15 массу сушат и:. ри 500-800 С обрабатывают водородом в течение 1-3 ч, после чего катализатор прокаливают при

800-1000 С, 3 ч. Получают катализао тор окисления, который содержит 2-20%

Ст 0 и 0,2-5,0 Ъ М10 (или Со0) (1).

Описан способ приготовления окисного никель-хромового катализатора, который включает осаждение основного кар2 боната никеля и обработку его раствором .хромового ангидрида в соотношении

К10:Сг0 = 0,8: 1. Полученную массу о сушат при 80-90 С, формуют и восстао навливают водородом при 400 С и обьемной скорости 400 ч ". Нагревание до температуры восстановления осуществляют ступенчато, с промежуточными выдержками при 160, 200 и 250 С в течение 1-1,5 ч f2).

Оба описанных способа приготовления окисного никель-хромового катализатора включают, кроме общепринятых стадий сушки и прокаливания катализатора, стадию восстановления водородом соединений шестивалентного хрома (хромовая кислота или хромовый ангидрид) до соединений трехвалентного хрома при повышенных температурах (400, 500-800 С) °

Наиболее близким к предлагаемому по I технической сущности и достигаемому результату является способ получения окис-. ного никель-хромового катализатора для глубокого окисления органических веществ

3 73 и окиси углерода из смеси соединений никеля и хрома путем осаждения аммиаком при постоянном рН среды гидроокисей из растворов нитратов никеля и хрома с последующей фильтрацией, промывкой осадка, сушкой и прокаливанием при 400-800 С.

Способ исключает стадию восстановления водородом j3).

Однако этот способ получения окисного никель-хромового катализатора также является многостадийным. На стадиях фильтрации и промывки осадка образуются сточные воды, загрязненные вредными соединениями никеля и хрома.

Катализатор, полученный этим способом, обладает недостаточной активностью, Так, каталитическая активность известного окисного никель-хромового катализатора, выраженная через константу скорости реакции глубокого

О окисления метанола при 250 С, состав« ляет 20,6 сек .

Лель изобретения — упрощение технологии получения окисного никель-хромового катализатора, рациональное испопьзование отходов химических производств и получение катализатора с повышенной активностью.

Поставленная цель достигается тем, что, окисный никель-хромовый катализатор для глубокого окисления органических веществ и окиси углерода получают из смеси соединений никеля и хрома, в качестве которой используют отработанный в процессе гидрирования бензола или акилина промышленный никель-хромовый катализатор, который обрабатывают раствором азотной кислоты в количестве

4-12% от веса катализатора в расчете на 100/ -ную азотную кислоту в течение 0,5-2 ч с последующей фильтрацией„ сушкой и прокаливанием при 400-800С, (Использование отработанного в процессе гидрирования бензола или анилина промышленного никель-хромового катализатора в качестве сл еси соединений никеля и хрома позволяет не только упростить технологию получения окисного никель-хромового катализатора за счет исключения стадий приготовления растворов нитратов никеля и хрома, осаждения гидроокисей аммиаком, промывки осадка, но и значительно снизить стоимость катализатора. Катализатор, полученный предложенным способом, обладает повышенной активностью по сравнению с катализатором, полученным известным способом. Так, каталитичес2004 4

10

Пример 2. К 100 г отработанного в процессе гидрирования анилина промышленного никель-хромового катализатора состава, вес.7: И1 23,4, go ИЮ 27,6, Сг О 29,0,М1 Я 3,3, влага, 11,5, остальное неопределяемые вещества прибавляют 80 мл раствора азотной кислоты, содержащей 8 г 100%-ной НМС и массу выдерживают при комнатной тем»

g5 пературе в течение 45 мин. Последующие операции, как в примере 1. Получают окисный никель-хромовый катализатор состава, вес./о. Ni0 59,3,Gr>С 31,8, остальное неопределяемые. Константа

45 кая QктивнocTь KQTQлизQTopQ, получен» ного предложенным способом, выраженная через константу скорости реакции о глубокого окисления метанола при 250С, составляет 27,8-28,8 сек "

Отработанный в процессе гидрирования бензола или анилина промышленный никель-хромовый катализатор. представляет собой цилиндрики диаметром 3-4 мм и длиной 4-5 мм темнс -зеленого и темно-серого цвета. Состав отработанного катализатора следующий вес. о. Ni20-25, N 3 25-28,, Cr26-29, Ni S 14, влага 8-20, неопределяемые вещества до 8.

Каталитическую активность окисных никель-хромовых катализаторов определяют на проточно-циркуляционной установке при кратности циркуляции, равной 60, и оценивают по константе скорости реакции глубокого окисления метанола при о 50

Пример 1. К 100 г отработанного в процессе гидрирования бензола промышленного никель-хр омового катализатора состава, вес.7о: Ni 22,3, N1026,1, Сг 0 26,8, N1S 1,7, влага 18, осталь- нее — неопределясмые вещества прибавляют 80 мл раствора азотной кислоты, содержащей 8 г 100 о-ной HN0 и массу выдерживают при комнатной температуре в течение 45 мин. Затем избыток раствора отделяют от твердой фазы фильтрованием и используют его с добавкой соответствующего количества концентрированной азотной кислоты для обработки последующих порций отработанного катализатора. Твердую фазу сушат при 80-120 С о и прокаливают при 600 С в 3 ч. Получают окисный никель-хромовый катализатор состава, вес,Ж: NaO 56,2,СГ 0 32,4, остальное неопределяемые вещества.

Константа скорости реакции глубокого окисления метанола при 250 Г равна

28,8 сек .

5 скорости реакций глубокого окисления метанола при 250 С равна 27,8 сек

Пример 3. Получают окисный никель-хромовый катализатор из нитратов никеля и хрома согласно прототипу, сушку и прокаливание которого пров< дят, как в примере 1, то есть сушат о. о при 80-120 С и прокаливают при 600С в течение 3 ч. Получают окисный никель. хромовый катализатор состава, вес. 0: 10

N 0 57,8,CI Oy 32,0, остальное неопре7320

Продолжительность обработки отработанного катализатора раствором азотной кислоты, ч ество 100Г-вой119 са отработанного изатора, вес,%

8 12

0,5

21,0

24,3

23,1

0,75

21,8

28,8

22,6

1,0

22,6

27,2

25,7

25,1

21,8

1,5

23,1

23,1

21,4

2,0

21,0

Способ получения окисного никельхромового катализатора для глубокого окисления органических веществ и оки си yrrtepoaa из смеси соединений нике35 ля и хрома, включающий фильтрацию, сушку и прокаливание при температуре

400-800 С отличающийся тем, что, с целью упрощения техноло4О гии получения катализатора, рационального использования отходов химических производств и получения катализатора с повышенной активностью, в качестве смеси соединений никеля и хрома используют

4> отработанный в процессе гидрирования бензола или анилина промышленный никель-хромовый катализатор, который предварительно обрабатывают раствором азотной кислоты B количестве 4-12%

Пример 5. Получают окисный никель-хромовый катализатор согласно примеру 1, исключая обработку отработанного промышленного никель-хромово;го катализатора раствором азотной кислоты и стадию фильтрации. Константа скорости реакции глубокого окисления метанола при 250 С равна 14,4 сек о -1

Как видно из примеров 4 и 5, толь» ко обработка отработанного промышленного никель-хромового катализатора раствором азотной кислоты в количестве

4-1 2% от веса катализатора в расчете на 100/0-ную НЙО в течение 0,5-2 ч позволяет увеличить константу скорости реакции глубокого окисления метанола при 250 Г в 1,02-1,4 раза по сравнению с константой скорости той же реакции в присутствии катализатора, полученного известным способом, которая равна 20,6 сек 1 (пример 3).

Использование предлагаемого способа получения окисного никель-хромоврго катализатора позволяет упростить технологию его получения, рационально утилизировать отработанный в процессе гидрирования бензола или анилина нн» кель-хромовый катализатор, снизить стоимость 1 т получаемого катализатора на 300 руб.

04 6 деляемые. Константа скорости реакции

О глубокого окисления метанола при 250 С т равна 20,6 сек

Пример 4. Получают окисные никель-хромовые катализаторы согласно примеру 1. Условия обработки отработанного промышленного никель-хромового катализатора раствором азотной кислоты различные Значения констант скорости реакции глубокого окисления, метанола при 250 С (сек ) свелены в таблице.

Формул а изобретения от веса катализатора в расчете на

1OO /-ную азотную кислоту в течение

0,5-2 ч.

Источники информации, принятые во внимание при акспертизе

1. Патент Японии ¹ 48-22591, РЖХ 8И621П, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР № 422439, кл. В 01 У 37/04, 1972.

7 7320

3. Рубинштейн А. М. и лр. Изучение структур и текстуры смешанных окислов.

Сб. "Методы исслелования катализато04

8 ров и каталитических реакций. Иовосибирск, Сибирское отделение ЛН СССР, 1965, т, 2, с. С 315-326 (прототип).

В

Составитель В. Теплякова

Редактор Т. Портная Техрел М. Кузьма Корректор М. Шароши

Заказ 1523/1 Тираж 809 Полп исное

1ГНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., л. 4/5

Филиал Г1ПП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4