Катализатор для синтеза аммиака

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресвублик

<»> 8I0257 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.03.79 (21) 2743932, 23-04 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень М 9 (45) Дата опубликования описания 09.04.81 (51) М К т з В 01 1 23/76

//С 01 С 1/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 66.097.3 (088.8) (72) Авторы изобретения В С. Комаров, М. Д. Эфрос, Л. М. Дмитренко, П. Д.

А. T. Розин, Л. Д. Кузнецов, Г. C. Лемешоно

И. Г. Хачатурян и Г. М. Манцева (71) Заявитель (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ СИНТЕЗА АММИАКА

Феррит кобальта

Цирконат бария

Окись калия

Окись железа

25 — 35

4 — 7

0,5 — 2,0

Остальное

Окись калия

Феррит кобальта

Феррит магния

Окись железа

0,5 — 2

25 — 35

20 — 25

Остальное (3) Известен каталогизатор для синтеза аммиака, содержащий (вес. %) окись железа (38 — 51,5), феррит кобальта (25 — 33), феррят магния (20 — 24), окись циркония (3—

12) и окись калия (0,5 — 2,0) 11). Однако этот катализатор обладает недостаточно высокой активностью в области температур 375 †4 С. Так, его активность при

375 С, объемной скорости К=ЗОООО ч и давлении Р=ЗОО атм равна 13,6 об. %.

Примерно такой же активностью (13,7 об. %) обладает в аналогичных условиях и другой из вестный каталогизатор, содержащий (вес. %) окись железа (53—

69,5), феррит ко бальта (25 — 35), алюми нат кальция (5 — 10) и окись калия (0,5—

2,0) (2).

Наиболее близким к предлагаемому является катализатор для синтеза, имеющий следующий химический состав, вес. %:

Однако и этот, катализатор также имеет недостаточно высотсую активность п ри яизких температурах синтеза аммиака. Так, при температурах 375 — 450 С, Р=200 атм и W=30000 ч активность ра вна 8,1—

13,9 об. %, а при P=l атм и W=12000 ч —

0,15 — 0,25 об %.

Целью изобретения, является повышение активности, катализатора. Поставленная цель достигается тем, что катализатор для синтеза а ммиака, содержащ ий окислы железа, калия и феррзтт,кобальта, дополиителыно содержит цирюнат бария при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Отличительными признаками предлагаемого катализатора являются дополни20 тельное содержание в его составе цирконата бария и соатнoIIIGHIHQ иомпонентов катализатора.

Катализатор по изобретению превосходит,по активности в обласпи температур

2б 375 — 450 (при P=l атм и W=12000 ч ) известный на 25 — 27% я дает возможность снизить оптимальную температуру синтеза прот P=l атм иа 20 — 25 С.

Пример 1. Катализатор, имеющий

30 химический состав, вес. %: феррит иобаль810257

Содержание аммиака на выходе из колонки синтеза, об.

P=200 ат, W=30000 ч и температура, С

Р= l ат., W= 12000 ч и температура, С

Ь,атализатор

400 425

350 375

450

375

450

400

425! 4,7

> о,!оо

0,150

0,318

0,320

0,300

0,16О

0,215

0,365

0,371

0,360

0,190

0,252

0,310

0,320

0,300

СЛ-1

Прототип:

Примера 1

Примера 2

Г1рпмера 3

0,190

0,231

0,230

0,240

0,153

0,175

0,180

0,180

0,170

9,7

1 1.8

13.2

13,0

13,2

12,6

13,9

16,4

16,0

16,3

1 1,2

l 2,9

15.3

15,1

15,5

8,!! 9.ь

9 7

Примечание. При атмосферном давлении приведены результаты испытания образцов промотора. без щелочного

Формула изобретения

25 —,35

4 — 7

0,5 — 2,0

Остальное

Феррит, кобальта

Цирконат бария

Окись калия

Окись железа

I1Ï0 «Поиск» Заказ 349/304

Тип. Харьк та 25, окись калия 0,5, цирконат бария 4, окись железа ?0,5,,гото|вят следующим образом.

Из водных растворов, содержащих

441,25г Fe (NO3)3 9Н20 и 31 г Со (NO3) X

Х6Н О, 5% -ным водньгм раствором аммиака при рН 8 осаждают лидроокиси железа и кобальта. Цирконат бария в количестве

4 г .в !в иде суепензии вводят в раствор солей железа и кобальта перед их осаждением. Осадок выдерживают 1 сут. под маточным раствором, центрифугируют, ранулируют, cvlIIIBT на воздухе, затем в сушильном,шкафу при 100 — il20 С и п р окал ивают при 400 — 800 С в течение 3 ч. Пока при рН 8 осаждают гидроокиси железа . и кобальта. Цирконат бария в количестве

5 г в виде суспензии вводят,в раствор солей железа и,кобальта перед их осаждение м. Далее катализатор готовит аналогично,примеру 1.

Hip и м е р 3. Катализатор, имеющий химичесиий состав, вес. %: феррит кобальта 35, окись калия 2, цирконат бария 7, окись железа 56, готовят следующим образом.

Из водных растворов, содержащих

385,1 г Fe (ХОз)з 9Н О .и 60 г Со (МОз)2Х

Х 6Н20, 5% -HbIM водным раствором аммиака лри рН 8 осаждают гидроокиси железа

6I кобальта. Цирконат .бария,в .количестве

7 г в.виде суслензии вводят в раствор солей железа и,кобальта перед,их осаждением. Далее катализатор готовят по примеру 1.

Результаты испытаний активности .катализаторов ло п римерам 1 —.3 представлены в таблице. Там же для сравнения приведены да|нные для катализатора-лрототипа, содержащего (вес. %) окись железа 51, фер рит,кобальта 28, феррит магния 20 и окись калия 1, |и для пла1вленого промышлен|но-! о катализатора CA-1.

Из приведенных в таблице данных следует, что предлагаемый катализатор дает возможность снизить оптимальную темпелученный катализатор !восстанавливают азот-водородной смесью при постепенном повышениями температуры до 500 С и за пассивированный катализатор пропитывают спиртовым раствором КОН до содержания

КзО 0,5 вес. %;

Пр и м е р 2. Катализатор, .имеющий химичесиий состав, вес. %: феррит кобальта 32, окись .калия 1, цирконат бар)ия 5, 10 окись железа 62, готовят следующим образом.

Из водных растворов, содержащих

427,8 г Ре(ХОз)з 9Н20 и 39 г Со(ИОз) Х

Х6НзО, 5%-ным водным .раствором аммиа.ратушу синтеза аммиака,на 25 — 30 С и увеличить выход аммиака при атмосферном давлении на 25%. По каталитической активности данный катализатор превосходит известные каталогизаторы, в том числе

1 ромышленный СА-1, в области низких температур и при высоких давлениях.

Катализатор для синтеза аммиака, содержащий окись железа, окись калия и феррит кобальта, о т л !и ч а ю шийся тем, что, .с целью ловы щения активностями катализатора, он допол нительно содержит цирконат бария при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Источники информации, лринятые во

40 внимание при экспертиз е:

1. Авторское свидетельство СССР № 539601, кл. В 01 J 23/78, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 598632, кл. В 01 J 21/06, 1,978.

45 3. Авторское свидетельство СССР

--№ 535958 кл. В 01 J 23/76, 1976 (прототип).

Изд. № 248 Тираж 592 Подписное фил. пред. <Патент»