Катализатор для получения серы

 

О П И С А Н И Е < 967551

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

-а

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05. 11. 80 (21) 2965531/23-04 (51)М. Кл.

В 01 J 23/74

В 01 J 21/16

llC 01 В 17/04 с присоединением заявки Ж—

Государственный комитет (23) П риорнтет по делан изобретений и открытий (53) УДК 66.09.7. .3(088.8) Опубликовано 23.10.82. Бюллетень М 39

Дата опубликования описания 23. 10 . 82 (72) Авторы изобретения

Т.Г.Алхазов, А.А.Вартанов, Б.В.Багдасарян и Н.С.Амиргулян (71) Заявитель

Азербайджанский институт нефти и химии им. M.ÀçèçáåêoBà (54) !(АТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРЫ

Изобретение относится к катализаторам для получения элементарной серы путем окисления серосодержащих газов кислородом воздуха и может найти применение на предприятиях химической промышленности для очистки газов от сероводорода.

Известен катализатор для получения серы газофазным окислением сероводорода, представляющий собой двуокись титана анатазной формы, который позволяет осуществить процесс при относительно высоких объемных скоростях (до 10000 u- ) и концентрациях сероводорода в газе (до 3 1) с достаточно высокими степенями превращения сероводорода (77-100;) (1).

Недостаток катализатора — сравнительно невысокая объемная скорость проведения процесса и снижение селективности при повышенных содержаниях кислорода.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является катализатор для получения серы, содержащий оксид железа (!П ) . В отличие от двуокиси

5 титана оксид железа позволяет увеличить объемную скорость до 15000 ч при тех же концентрациях сероводорода. Другим достоинством его являто ется способность проводить процесс получения серы без строгого регламентирования содержания кислорода в реакционной смеси и увеличения его количества в 2-12 раз против .сте15 хиометрического 2).

Недостатки катализатора - низкая механическая прочность, составляющая -10 вес.4(остаток при испытании на истирание ), относительно

2о низкая активность - степень превращения сероводорода в серу на известном катализаторе при 27 С составляет 89,53, при 300 С - 62,3Ф.

3 96

Целью изобретения является по вышение активности и механической прочности катализатора.

Цель достигается тем, что катализатор для поЛучения серы, содержащий оксид железа (III), дополнительно содержит алюмосиликатный фаянсовый носитель состава, вес.4: оксид алюминия 22,4-24,0; оксид магния 0,59-0,62; оксид кальция 0,660,73; оксид калия 0,3 -0,40; оксид натрия 0,23-0,25; оксид кремния— остальное, при следующем соотношении компонентов, вес.4: оксид железа (I I) 11,1-23,5;

Состав готового носителя приведен . в табл.1; в табл.2 дана характеристика носителя.

Предлагаемый катализатор по сравнению с известным обладает повышенной активностью и механической прочностью. Так, степень превращения сероводорода в серу в присутствии, ка1талйзатора при 275 С составляет 98 ;, а при 300 С - 94,0i при этом, предлагаемый катализатор в 10-18 раз прочнее известного (остаток при испытании на истирание составляет 9095 вес. ).

Катализатор готовят путем пропитывания носителя водным раствором азотнокислого железа, выпаривания, сушки и прокаливания.

Механическую прочность на истираwe определяют в струйной мельнице - эрлифте.

Пример 1. Катализатор состава, весА: оксид.железа 11,1; носитель - остальное. Для приготовления носителя (Фн) используют смесь порошка тонкого помола (остаток на сите 0,06 мм 3-54) состава, вес.3: каолин 34/2; глина 31,6; кварцевый песок 34,2.К приготовленной смеси добавляют воду и тщательно перемешивают до пастообразного состояния.

Полученную пасту формуют в цилиндрики диаметром 2,5 мм и высотой 3 мм, которые сушат при 120 С в течение

14 ч, после .чего обжигают на воздухе

30 ч. при 1200 С.

7551

Для приготовления катализатора растворяют 9,1 г азотнокислого железа в 7,6 мл дистиллированной воды.

12 г носителя обрабатывают 16,7 мл

s образовавшегося раствора и оставляют на 24 ч. Затем оставшийся раствор выпаривают на водяной бане при непрерывном перемешивании, после чего катализатор сушат при 120 С и прока 6 ливают при 650 С в течение 4 ч. о

Пример 2. Катализатор состава, secЛ;: оксид железа 16,03; носитель .- остальное. Для приготовления катализатора используют носитель, 1З описанный в примере 1. Далее растворяют 13,6 г азотнокислого железа в

11,5 мл дистиллированной воды. I0,5г носителя обрабатывают 25 мл образовавшегося раствора и оставляют на

26 24 ч. Затем оставшийся раствор выпаривают на водяной бане при непрерывном перемешивании,после чего катализатор сушат при 120 С и прокаливают при 650 С в течение 4 ч.

25 Пример 3. Катализатор coc- i тава, вес.4. оксид железа 32,54; носитель - остальное. Для приготовления катализатора используют носитель, описанный в примере 1. Далее раствозв ряют 12,6 г .азотнокислого железа в

20,7 мл дистиллированной воды, 7,5 r носителя обрабатывают 33,3 мл образовавшегося раствора и оставляют на

24 ч. Затем оставшийся раствор вы = паривают на водяной бане при непрерывном перемешивании, после чего катализатор сушат при 120 С и прокаливают при 650 С в течение 4 ч. о

Исследование активности синтезированных катализаторов проводят на проточной лабораторной установке непрерывного действия с автоматизированной подачей газовой смеси при

275-300 С, объемных скоростях 60004 15000 ч " и отношениях 0 Н S 1-6.

Результаты исследований сведены в табл.3.

Результаты испытания механической прочности предлагаемого и известного катализаторов приведены в табл.4..

967551

Компоненты

Содержание компонентов, вес.Ф максимальное минималь- среднее ное

Оксид кремния

76

25,1

22,2

0,62

0,59

О,бб

0,73

0,40

0,32

0,25

0,24

0,23

Значение

Показатели максимальное минимальное. среднее

2,0

1 75

1,5

3000. 2750

2500

1,05

1,03

32,5

Пористость, Ф

Таблица 3

Катализатор

Иеханичес- ТемпеКонцентрация, об.

Обьем пр -. мер

СелективСтепень превра" щения в серу, - кая прочность ная ратура опыта, С

Оксид щелеза

Носискорость, ч" ность, Л

OL тель на истирание (остаток), 4

11,1 Осталь" 90-95 .300 ное

600 3

13,5 99,3

Э

13,5 98, В

275

° 98,0 98, 7

97,1 98,3

6000 3

9000 .3

300

Оксид алюминия

Оксид железа

Оксид кальция

Оксид калия

Оксид натрия

Удельная поверхность, м /г

Средний диаметр пор, A

Насыпная масса, г/см

16,0 90-95

23,5 -"- 90-95

0,605

0,695

0,36 е

Таблица 1

Таблица 2

Суимарная конверсия сероводорода, 9 99,3 98,2 98,9

967551

ПРодолжение табл.3.

Катализатор

Концентрация, об.4

С уммарная

KQH версия сероВОДО" рода, Объем ная скорост ь, Темпе" рату" ра Опыта, С

Неканическая прочность на истирание 1оста" ток), 4, Пример

Селектив ность, Ф

Степень

npespaВЕНИЯ в серу, Ф

НосительОксид железа

4 5

15000 3

1 -"- 90-95

2 16,0 -"- 90-95

9 97 8 96 0 98 2

300

18 97,7 970 99 3

15000 3

15ОО0 3.275

23в5 ". 90-95 275

9 98,6 95,9 97,2

Табл и ца 4

Остаток после испытания на истирание, вес.4, Катализатор

90-95

Предлагаемый

5-10

Известный

Формула изобретения

Составитель В.Теплякова

Редактор Н.Гунько Техред А, Бабинец Корректор С.йекмар

Заказ 795 1/14 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

1 по делам изобретений и открытий

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

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

Катализатор для получения серы, содержащий оксид железа (*i ), о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения активности и механической прочности катализатора, он дополнительно содержит алюмосили,катный фаянсовый носитель состава, вес.4: оксид алюминия 22,2-24; оксид магния 0,59-0,62; оксид кальция

0,66-0,73; оксид калия 0,3-0,40; оксид натрия 0,23-0,25; оксид кремния — остальное, при следующем соотношении компонентов вес.Ф: оксид железа (й ) 11,1-23,5; носитель— остальное.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

-1. Авторское свидетельство СCCP и 700972, кл. В 01 J 21/06, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

М 871813, кл. B 01 J 23/74, 1979 (прототип)..