Катализатор для окисления двуокиси серы в серный ангидрид

Катализатор для окисления двуокиси серы в серный ангидрид

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1)1663886.

Союз Ст)ветских

Социалистических

Республик (6) ) Дополнительное к авт саид-ву (22) Заявлено 19.06.81 (21) 3308947/23-04 (5l }М. К,п.

В 01 3 23/76 с присоединением заявки №

С 01 В 17/69

Гесуддрстаеккмх камктет

CCCP (23) Приоритетке днам кэабратаккй и еткрмтнй

Опубликована 15.03.83. Бюллетень ¹ 10 (53 } УД К66.097. .3 (088.8) Дата опубликования ояисаиия 15.03.83 (72) Авторы изобретения

B. И. Явор, И. Д. Иванова, В, Е. Сороко, И. П

С. M. Кузнедова, Е. И. Добкина,и Е. Л. Т

-.:а;с . Я-, Государственный ордена Трудового Красно о 3 амен Щртуи .-,„ исследовательский институт цветных мета (7l) Заявитель (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ДВУОКИСИ

СЕРЫ В СЕРНЫЙ АНГИДРИД

Изобретение относится к катализаторам на основе окислов металлов для окисления двуокиси серы в серный ангидрид.

Известен катализатор для окисления двуокиси серы, представляющий собой

5 . медистый огарок, содержащий 6,51. 9,42 % меди 1 j .

Недостатком известного катализатора, является невысокая степень окисления двуокиси серы, которая при содержании >О в газе 7,5% ВО и 19% О при 650 С и объемной скорости 660 ч " составляет.

5 1,9-53,7%.

Известен также катализатор для окисления двуокиси серы в серный ангидрид, ts содержащий железо, медь, и, по крайней мере, один щелочной металл — натрий или калий Q2) .

Недостатком этого катализатора яв-. ляется невысокая степень окисления го двуокиси, которая прн содержании в . газе 10% 50 и 11% О и объемной

« о скорости 9000 ч при 680 С составляет 29%.

Ближайшим решением к предпагае мому является катализатор для окисле ния двуокиси серы в серный ангидрид, содержащий 70-80% окиси железа, 1-3 вес.%; глинозема, 7-9 вес.% двуокиси кремния и 12-18 вес. % фосфа» тов в пересчете на пятиокнсь ф р 3 .

Однако известный катализатор харак теризуется недостаточно высокой актив постыл — максимальная степень apespa щения 5g в 50 при содержании в газе.

7%50m объемной скорости 4000 ч и 690 С составляет 40-45%.

Бель изобретения — повышение активности катализатора.

Поставленная цель достигается тем, что катализатор для окисления двуокиси серы в серный ангидрид, содержапвтй окись железа, двуокись кремния и пятиокись фосфора, дополнительно содержит окись меди, окись цинка и окись свинца при следующем содержании компонентов, l вес %:

80 ф форная кислота 24,глицерин 3; окись меди 31; двуокись кремния 5; окись цинка 4; окись свинца 2. Полученную пластическую массу формуют. Операции термообработки катализатора аналогичны указанным в примере 1. Состав катализатора, вес. %: окись железа 34; окись меди 34; двуокись кремния 5,5; окись цинка 4,3; окись свинца 2,2; пятиокись фосфора 20. Компоненты щихты — глицерин и влага, содержащиеся в фосфорной кислоте, ири термообработке испаряются.

Испытание каталитической активности полученных катализаторов проводят на стандартной лабораторкой установке проточного типа. Двуокись серы на установку подают из баллона, воздух,йагнетают газодувкой и смешивают с газом в смесителе. Газовая смесь, пройдя систему сушки, поступает в кварцевую контактную трубку, помещенную в электрическую печь, снабженную тремя самостоятельными нихрс» мовыми спиралями, что позволяет регулировать температуру по высоте слоя катализатора. Температуру в слое катализатора измеряют хромель ццомелевой термопарой, помещенной в чехол для термопары, колебание температуры о допускается не более, чем на+ 1 С.

Температуру измеряют в трех точках..

Выходящий из контактной трубки газ проходит поглотитель с серной кислотой и далее его отводят в тягу. Концентрацию двуокиси серы определяют до и после контактной трубки по методу Рейха. Для испытания берут 10 мл катализатора и 20 мл плавленого кварца.

Высота слоя смеси в койтактной трубке составляет 75 мм. Испытания проводят при 640 и 550 С. Скорость газовой смеси составляет 666 мл/мин. Заданные условия соблюдаются до достижения постоянных степеней превращения в течение 6 ч.

Степень превращения Х вычисляют по формуле

50 (100-4

- содержание 0 после контактной трубки, %.

Режим испытаний активности катализатора и полученные результаты представлены в таблице.

3 10038

Окись железа 34-37

Окись меди 34-36

Двуокись кремния 5, 1-5,5

Окись цинка 2,6-4,3

Окись свинца 1,3-2,2

Пятиокись фосфора Остальное

Катализатор изготавливают следующим образом.

Фосфорную кислоту смешивают с глицерином и в полученную смесь при nepw O мешивании добавляют окислы железа, меди, кремния, цинка и свинца. Полученную шихту формуют и подвергают термообработке.

Пример 1. 24 г фосфорной кислоты (с концентрацией 60-65% в пересчете на Р 0 ) смешивают с 8 r глицери- на. К полученной жидкой фазе, тщател1ьно перемешивая, постепенно добавляют, r:; . окислы железа 29; меди 28; кремния 4; цинка 2; свинца 1. Состав шихты, вес.%: фосфорная кислота 28; глицерин 8; окись железа 29; окись меди 28е двуокись кремния 4; окись цинка 2; окись свк ца 1.. Полученную пластическую массу формуют в виде частиц цилиндрической и неправильной формы и подвергают термообработке, сушке при 150-200 С 2 ч, прокаливанию при 700-850 С 3-4 ч и . охлаждению до нормальной температуры.

Состав катализатора, вес. %: окись железа 37; окись меди 36; двуокись кремния

5,1; окись цинка 2,6; окись свинца

1,3; пятиокись фосфора 18. .Р р и м е р 2. 26 r фосфорной кислоты (с концентрацией 60-65% в пересче-. З те на Р О ) смешивают с. 5,5 r глицерина. К полученной жидкой фазе постепенно добавляют, тщательно перемешивая. r: окислы железа 30, меди 30, кремния 4,5, цинка 4, свинца 1,5. Состав шихты, ; вес. %: фосфорная кослота 26; глицерин

5 5; окись железа 30; окись меди 30j двуокись кремния 4,6; окись цинка 5; окись свинца 1,5. Полученную пластическую массу формуют. Операции термообра- 4 ботки катализатора аналогичны указанным в примере 1. Состав катализатора, вес. %: окись железа 35,5; окись меди 35,5,двуокись кремния 5,3;окись цинка 3,5; окись свинца 1,8; пятиокись фосфора 18,4.

Пример. 3. 28 r фосфорной киолоты (с концентрацией 60-65% в пере счете на Р О ) смешивают с 3 r rmцерина. К полученной жидкой фазе ность- Я пенно добавляют, тщательно перемешивая,г; окислы железа 31, меди 31, кремния 5;, свинца 2. Состав шихты, вес. %: фоо1003880

Окись Fe 37

Окись СЦ 36

640

40 45.4000

7 19

Двуокись 5i 5, 1

Окись Ъ1 2,6

Окись PQ l 3

° Фосфаты (РО ) 18

640 Окись Fe 36,6

40 45

40000

Фосфаты (Р, 0.) 18,4

640 Окись FP 34

4000

56 40-45

Окись CU 34

Двуокись 51 5,5

Окись 2И 4,3

Окись Р"о 2,2

Фосфаты (Р0 ) 20

Пример 1-3

400

650 20 15 ются

55 катализатора на 11%, перерабатывать газы с высокой концентрацией двуокиси серы с достижением активности катализатора 53%.

Как видно из таблицы, предлагаемый состав катализатора по сравнению с известным, принятым в качестве прототипа, позволяет повысить активность

Окись Сц 35,5

Двуокись% 5,3

Окись 2И 3,5

Окись Р ) 1,8

53 С указанной концентра пней газа в npoi мышленно сти не

: перера батыва7 1603880

Формула изобретения, Окисьцинка

Окись свинца

Катализато для окисления дв окиси Пятиокись фосфора

2,6-4,,3

1,3- 2,2

Остальное

Составитель Н. Путова

Редактор Т. Митрович Техред Т.Фанта Корректор С Шекмар

Заказ 1645/6 тщ 535 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

P у серы в серный ангидрид, включающий окись железа, двуокись кремнии, и nsтиокись фосфора, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения актив ности катализатора, он дополнительно содержит окись меди, окись цинка и окись свинца при следующем содержании компонентов, вес, %:

Окись железа 34-37

Окись меди 34-36

Двуокись кремния 5, 1-5,5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Боресков Г. К. Катализ в производстве серной кислоты. ГХИ, 1954, с. 126 128.

2. Патент США Ию 4127509, кл. 252-459, опублик.. 1978.

3. Авторское свидетельство СССР

N 25 205э кл. В 01 3 37/04е 1968 (прототип).