Катализатор для глубокого окисления углеводородов и окиси углерода

Катализатор для глубокого окисления углеводородов и окиси углерода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ГЛУБОКОГО ОКИСЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ И ОКИСИ УГЛЕРОДА, содержащий окись переходного металла и двуокись олова, о тличающийся тем, что, с целью повышения активности катализа тора, он содержит в качестве окиси переходного металла окись кобальта или марганца и дополнительно окись, железа при следующем содержании компонентоа масД: Окись кобальта или марганца 0,5 10,0 , Окись железа 3115 3,8 Двуокись олова Остальное

„„ЯЦ„„1007718 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

У51) В 01 J 23/82- А 0l .J 23/84 j(/С 07 В 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ.И ОТКРЫТИЙ (21) 3329642/23-04 (22) 04.08.81 (46) 30 .03.83. Бюл. И 12

: (72) В.В.Беренцвейг, А.П.Руденко, О.Ф.Сапрыкина и Е.Г.Исаева (71) Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена

Трудового Красного Знамени

:. государственный университет им. И.В.Ломоносова (53) 66.097.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 410806, кл. В О1, J 23/86, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР .11 736997, кл. В 0l J 23/26, 1978 (прототип). (54)(57) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ГЛУБОКОГО

ОКИСЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ И ОКИСИ

УГЛЕРОДА, содержащий окись переходного металла и двуокись олова, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения активности катализа" тора, он содержит в качестве окиси переходного металла окись кобальта или .марганца и дополнительно окись. железа при следующем содержании компонентов, мас.Ф:

Окись кобальта или марганца 0,5 " 10,0 . Окись железа 31,5 - 34,8

Двуокись олова Остальное

К недостаткам известного катализатора следует отнести недостаточную активность катализатора. Так, например, конверсия циклогексена в присутствии известного катализатора, содержащего 60 мол .Ф двуокиси олова и 40 мол.4 окиси хрома, при 400 С составляет 543, конверсия циклогексана - 393, конверсия окиси углерода при 300 С вЂ” 52,6г.

Цель изобретения — повышение активности катализатора.

1 10077

Изобретение относится к катализа. торам для глубокого окисления угле» водородов и окиси углерода до углекислого газа и воды. В обоих случаях высокая удельная активность и селективность дожигания углеводородов и окиси уг.,ерода до двуокиси углерода и воды обеспечивает положительное решение ряда экологических проблем, связанных с охраной окружающей сре- 10 ды: уничтожение вредных выбросов в атмосферу примесей углеводородов и окиси углерода в отходящих газах химических производств, дожигание выхлопных газов в двигателях внутреннего сгорания. известен катализатор для глубокого окисления окиси углерода и углеводородов, содержащий окиси переходных металлов: окись хрома и окись ко- В бальта на носителе-кремнеземной плите (1 1 при следующем содержании компонентов, вес.Ф:

Окись хрома 35-42

Окись кобальта 20-23 2$

Носитель Остальное

Известный катализатор обладает высокой активностью(803) в дожи.—

I гании метана в интервале температур

300-400 С, однако обладает сравнио телЬно малой удельной поверхностью (12 20 м /г) и относительно низкой эффективностью использования активного компонента, в частности окиси кобальта, которая распределена по всему объему катализатора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является катализатор для глубокого окисления углеводоро40 дов и окиси углерода, содержащий окись переходного металла. окись хрома и двуокись олова при следующем содержании компонентов, мол;..3: окись хрома 1,0-90,0, двуокись олова остальное (2 ).

18 2

Для достижения поставленной цели предложен катализатор для глубокого окисления углеводородов и окиси углерода, содержащий окись переходного металла — окись кобальта или марганца, двуокись олова и дополнительно окись железа, при следующем содержании компонентов, мас.4:

Окись кобальта или марганца 0,5 — 10,0

Окись железа 31,5 - 34,8

Двуокись олова Остальное

Отличительными признаками являФ ются содержание в качестве окиси переходного металла окиси кобальта или. марганца, дополнительное содер" жание окиси железа и соотношение компонентов. Катализатор обладает повышенной активностью.

Так, например, конверсия циклогексана при 400 С в присутствии катализатора, содержащего 32-34 мас.3, окиси железа, 5- 10 мас.3 окиси кобальта или марганца, двуокись олова остальное, составляет 80-963, конверсия циклогексена 98-1003,конверсия окиси углерода при 300 С 57-ЕТ.

Катализат о готовят в две стадии получал на первой из них смесь

1 окислов олова и железа путем соосаждения аммиаком при рН 8 гидроокисей этих металлов с последующим их прокаливанием в токе воздуха при 600-650 С.

Далее пропиткой прокаленной смеси окислов олова и железа солями кобальта или марганца с последующим прокаливанием в токе воздуха при 600-659 С готовят трехкомпонентные катализатоPbl .

Железооловянная матрица, использованная для нанесения окислов переходных металлов, обладает высокой устойчивостью .к рекристаллизационным процессам, что обеспечивает высокую устойчивость катализаторов к возможным перегревам в ходе окислительных процессов.

Как показали данные рентгенострук;турного анализа трехкомпонентных катализаторов после их использования в окислительных процессах,для них не наблюдается рекристаллизации окисных компонентов, размер кристаллитов которых. остается неизменным.

Пример 1. Приготовление 103 кобальтсодержащего катализатора осуществляют по следующей методике. .Растворяют соли 609,4 r ЯпС1щ 5Н О 702,5 г Fe(NO>) 9НрО в одном литре

3 100771 воды каждую.Соосаждают при перемеши. вании гидроокиси олова и железа 254 раствором аммиака при рН 8. Для поддержания постоянства рН к раствору солей олова и железа добавляют 104 . раствора нитрата аммония. Оставляют осадок в маточном растворе на 24ч,после чего отделяют центрифугированием.

Промывают осадок водой до отрица- . 1в тельной .реакции на хлор-ион. Осадки высушивают на воздухе при 100-120 С о в течение 5 ч, гомогенизируют на шаровой мельнице, а затем прокаливают в токе воздуха при 600 С в течение O

10 ч. . Получают 400 г смешанного железо-. оловянного катализатора, который да-. лее используют для получения трехкомпонентного контакта. Для этого растворяют 3,, г Со(NOÇ)2 6Н20 в

7 мл воды и этим раствором пропитывают 10 г железооловянного окисного катализатора, полученного по методике, описанной выше.

Упаривают раствор с катализатором на водяной бане, после чего катализатор прокаливают 10 ч в токе воздуха при 600 С. Получают ll г железооловянного окисного катализатора, промотированного поверхностно

10 мас.l окиси кобальта °

Удельная поверхность катализатора, определяемая по низкотемпературной адсорбции азота, составляет 35 м /r.

Состав катализатора мас.4: окись кобальта 10,0; окись железа 31,5; двуокись олова остальное до 100.

Пример 2. Приготовление

: 0,5 марганцевого катализатора осу: ществляют по следующей методике.

Растворяют 0,2 г Ип(ЙОЗ)2. 6 Н2О в 7 мл воды и этим раствором пропитывают 10 г желеэооловянного окис. ного катализатора, полученного по методйке, описанной в примере 1.

Упаривают раствор с катализатором на водяной бане, после чего

8 ф катализатор прокаливают в токе воздуха 10 ч при 600 С.

- Получают 10,5 г железооловянного окисного катализатора, промотирован" ного 0,5 мас.Ф окислов марганца,с удельной поверхностью 38 м /г. Состав катализатора, мас.Ф: двуокись марганца 0,5; окись железа 34,8; двуокись олова остальное до 100.

Пример 3. Окисление цикло" гексана проводят в импульсной проточной установке на железооловянных катализаторах, промотированных окислами марганца, полученных по методике, описанной . примере 2. Навеска катализатора 0,13 г. Иольное отноше ние циклогексан- кислород 2:5;

Пример 4. Окисление циклогексана проводят в условиях, аналогичных примеру 3. Катализатор - железооловянный, промотированный окислами кобальта (0,13r)-по методике, описанной в примере 1;

Пример 5. Окисление циклогексена проводят в импульсной проточ ной установке на железооловянных ка" тализаторах, промотированных 5 мас.3 окислов кобальта и марганца. Навеска катализаторов 0,02 г. Иольное соотношение циклогеИсен -кислород 2:5.

Пример 6. Окисление метана проводят в проточно-циркуляционной установке на железооловянных катализаторах промотированных 5 масА окислов кобальта и марганца. Скорость подачи.газа 25 л/ч при содержании метана в воздухе 1 об. 4. Навеска ка" тализаторов 1,0 г.

Пример 7. Окисление окиси углерода проводят в проточно-циркуляционной установке на железо- . оловянных катализаторах, промотированных 5 вес.ь окислов кобальта и марганца. Скорость подачи газа

25 л/ч при содержании окиси углерода в воздухе 1 об.Ъ. Навеска катализа-. тора 1 г °

В таблице представлена характеристика предлагаемых катализаторов по примерам.

1007718

T,oC

Пример

8,0

280

24,0

320

360

35,0

400

42

5,0

6,0

280

Мпо, 310

29,0

43,0

350

400

94,0

8,0

275

320

32,0

34,0

375

350

27,0

400

82,0

300

9,0

350

36,0

400

35

4,0

290

27,0

350

400

80,0

250

300

Состав катализатора, мас.3 мпОг 0,5

Fe О 34,8

5пОгОстальное до .100

Fe203 33,3

5пО Остальное до 100

НпО 10,0

FeO 31 лО Остальное до 100

Со О 0»5

Ге20 3 34,8

БпОгОстальное до 100

СоО 50 гОз 33

Sn0@ Остальное до 100

Со О - 10,0 его З 31,5 л Ог Остальное до 100

Сог0 . 5,0

Fe2ОЗ 33 3.. ьная рхность, /r

400 308

Конверсия . о(, мол.Ф

96,0

18,0

Продолжение таблицы

1007718

98

400

ЬпОуОстальное до 100

23

250

Ип02 5,0

Ре2ОВ 33,3

300, 400

100.

SnO2 Остальное до 100

Mn0,2 5,0

0,3

322

384

2,6.

Fe2Оэ 33.3

13,6

445

SnО> Остальное.до 100

332

Со2О 5,0

Fe Og 33,3

378

2 3

",9

402 пО 20стальное до 100

150

2,0

200.

5,1

250

23,0

SnOg Остальное до 100

300

57,0

Со20 3 5,0

150

-5,0

200

FegO 33,3.23,0

SnO2- Остальное до 100

250

77,0

85,0

300

Составитель В.Теплякова

Редактор Е.Лушникова Техред С.Мигунова Корректор 4 Ференц, Mn0 - 5,0

Fe20 33, 3

Заказ 2 183/8 . Тираж 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

В» ЙВ еЬ

Ю»