Способ приготовления рутениевого катализатора для очистки отходящих газов от примесей

Способ приготовления рутениевого катализатора для очистки отходящих газов от примесей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ("Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3442260/23-04 (22) 21. 05. 82 (46) 23. 09.83. Бюл. ) 35 (72) О.С.Ананян, А.С.Поляков,М.В.Карпов и В.А.Абрамов (53) 66.097.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 242855, кл. 8 01 J 23/46, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

М 215202, кл. В 0 1 J 23/46,.1966 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РУТЕНИЕВОГО КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОЧИСТКИ ОТ. З(51) В 01 J 37/02; А 01 J 23/46,ХОДЯЩИХ ГАЗОВ ОТ ПРИМЕСЕЙ путем обработки носителя - )(-окиси алюминия соединением рутения с последующим восстановлением водородом, о тл и ч а ю шийся тем, что,с целью упрощения способа, в качестве соединения рутения используют четырехокись рутения и обработку ведут путем пропускания через слой носителя смеси паров четырехокиси рутения и двукоиси азота, взятых в объемном соотношении I:100 - 1:200, с после! дующим разложением образовавшегося нитрозонитратного комплекса рутения при 150-300 С.

f 1042795 . 1

Изобретение относится к техноло- отходящих газов от примесей путем гии получения катализаторов, содер- обработки носителя - -окиси алюминия жащих рутений; на носителе, использу- соединением- рутения, с последующим емых для реакций окисления-восстано- восстановлением водородом, в качестве . вления, например для очистки выхлоп- 5 соединения рутения используют четырех ных газов от вредных примесей. окись рутения, пропуская через слой Известен способ приготовления носителя смесь паров четырехокиси Рутениевого катализатора на .носителе. рутения и двуокиси азота, взятых в например активированном угле или оки- ооъемйом соотношении 1:100 - 1:200, си алюминия, путем смешения вод- 1О с последующим разложением образоного раствора рутената калия с носи" вавшегося нитроэонитратного комп - телем при 50-60 С с последующим еос- лекса рутения при 150-300 С. становлением водородоМ при 30-80 С, Способ осуществляется следующим о . и давлении 10-20 атм в щелочной сре- образом. де 1) . 15 Через слой носителя - -окиси алюя данного способа характерна миния с размером гранул 1,6-2,5 мм недостаточная глубина проникновения при комнатной температуре 22 С прорутения в гранулы носителя около пускают смесь паров четырехокиси

100 мкм, что в случае использования рутения и двуокиси азота, взятых в крупных гранул катализатора приведет 20 объемном соотношении, 1:100 - 1:200, к необходимости дополнительных опе- со скоростью 1 л/мин: в течение 10ч. раций измельчения носителя перед . Затем носитель с образовавшимся пропиткой с последующим формирова- на нем нитрозонитратным комплексом нием таблеток. рутения кирпично-красного цвета проНаиболее близким к изобретению 25 каливают при 150-300 С в течение 2,5ч: по технической сущности и достига- до образования двуокиси рутения и емому эффекту является способ при- восстанавливают водородом при 400 С готовления рутениевого катализатора . в течение 3-4 ч до металлического

1 для очистки отходящих газов от при- Рутения месей путем обработки-пропитки носи- 30 П р и и е Р 1. 8 стеклянную теля - -окиси алюминия соединением колонку помещают 1 г )" -окиси рутения, в качестве .которого испаль" алюминия с. Размером гранул . 2 мм зуют водно-спиртовой раствор гидрок-: щток воздуха „ содержащий четысохлорида рутения, упаривания, вос- рехокись рутения и двуокись аэо" становления катализаторной массы у5,та . в соотношении 1:200, пропускаводородом при 400 С, отмывки восста- ют через слой носителя при 22 С со о новленного катализатора бидистилля-: скоростью 1 л/мин в течение 10 ч, . — г "о том при 40 С до. полного отсутствия ", Образовавшийся полупродукт извлекаионов хлора и повторного восстанов- . oq из колонки и прокаливают при ления отмытого катализатора водоро- 40 220 С в течение 4 ч. Полученный кадом при 350-400 С f2).. : талиэатор содержит 14,6 мас.4 двуоки б

К недостаткам известного способа . си рутения. можно отнести большую его. трудоемкость так как необходимо проводить Двуокись РУтениЯ восстанавливают

;операции пропитки, упаривания,. 45 водоРодом пРи 400 б в течение 3-4 ч восстановления катализатора,а при не- до металлического рутения. Катализа. обходимости приготовления крупногра тор содержит 8 9 мас.Ф металлическонулированного катализатора требуется . ro рутения.

1 еще и операция таблетирования. Каждая операция требует затрат времени и. П Р ™ е Р 2. В стеклЯнную коспецифи«еского оборудования. . . лонку помещают 1 г 11 -.окиси алюминия

Дяя приготовления известного ка- ",c Размером гранул 2 мм. Поток воздутализатора требуется окотю 48 ч. . : .ха, содеРжащий четыРехокись РУтениЯ

: и двуокись азота в соотношении 1: 150

Целью изобретения является упро- пропускают через слой носителя при шемахе способа получения катализатора >5 22 С со скоростью 1 л/мин s течение

Ф

Эта цель достигается тем, что 10 ч. образовавшийся полупродукт изсаглшсно способу приготовления Ру- влекают из колонки и прокаливают теййевого катализатора дпя очисткй при 150 С в твчение 6 ч. Полученный о

° 3ВЮ«

) - A120$(80gj . $ - At203, N02+ Ru0g)

Показатели

««««г «

354

Начальный вес, мг

344

463

Вес после сорбции, иг

503

399

245

159

Привес, мг

3, ;.:.-:.-;.:- 1042 катализатор содержит 14,6 мас.3 дву", окиси рутения.

Двуокись рутения восстанавливают водородом при 400 С в течение 3=4":ч до металлического рутения. КаталИзв" тор содержит 8,9 мас.Ф металличес- кого рутения.

Пример 3. В стеклянную ко" лонку .помещают 1 r 2t -окиси алюминия с размером гранул 1,6-2,5 мм. Прй ."::-комнатной температуре 22 С через

Р слой носителя пропускают поток воздуха, содержащий четырехокись рутенйя . и двуокись азота при соотношении .;,.

1:100,.со скоростью 1 il/ìèí в течение 15

10 ч. Затем носитель с образоваваийся на нем рутений содержащим соединением кирпично-красного цвета извлека.ют из колонны и прокаливают при

300 С в течение 2,5 ч. Полученный;:::; о катализатор содержит до 14,6 масА . двуокиси, рутения.

Двуокись рутения восстанавливают водородом при 400 С в течение 3-4::.. ч

О до металлического рутения. Катализатор"содержит 8,9 мас.3 металлическо1о рутения.

Образцы носителя и полученного катализатора подвергают термограви-. метрическому анализу, проводимому-:;:-- -„ -зО при температурах от комнатной до

500 С.

Результаты термогравиметрического анализа приведены в таблице.

-окись алюминия, содержащая -

18-204 адсорбированной воды, xopomo сорбирует двуокись азота (554 мг/I"-

А120 ). Присутствие в газовом потбке четырехокиси рутения увеличивает сорбцию окислов азота в 2 раза.

На поверхности и в лорах -oicH си алюминия происходит реакция обфа, зования нитрозонитрата рутения, например

Ru0<+4NO<+4H>0 )Ru(80) (йО ) ) 4Н О . 45

795 4

Нитроэонитрат рутения имеет кир пично-красную окраску и равномерно распределен по всему объему гранулы сорбента. Он разлагается при температуре около 150ОС с обраэованиеи двуокиси рутения. Остаточное содержание двуокиси рутения 146 мг/r

А1202 или 110 мг/г А1203 в пересчете на рутений.

По уравнению. реакции стехиометрическое соотношение четырехокиси руте", ния и двуокиси азота 1:4. Однако,как видно .иэ таблицы, отношение адсорбированного рутения к двуокиси азота

1:20. Необходимо также создание избьп ка потока двуокиси азота для обеспечения полноты осаждения четырехокиси рутения. Кроме того, регулировка столь малых потоков двуокиси азота представляет известную трудность.

Поэ гому соотношение потоков четырехокиси рутения и двуокиси азота поддерживают в пределах 1:100-1:200.

Результаты:термогравиметрического анализа показывают, что разложение нитрозонитрата происходит при 150 С. о

Для полноты разложения нагрев ведется до 300 С.

Полученный катализатор был испытан в процессе очистки газов от четырех" окиси рутения, при этом степень превращения четырехокиси рутения в ко" лонке длиной 10 см при 300 С составила 99,994.

Таким образои, предлагаемый способ снижает количество операций при приготовлении катализатора, количество реагентов и объем оборудования, что экономит производственные площади. Время процесса снижается в

4 раза (составляет 12 4). Все это

:упрощает процесс, снижает трудоза траты. Кроме того, рутений более равномерно распределяется по всему объему носителя.

1042795

Продолжение таблицы -А10 (НО) У- A1 0 (N0 + RuO)) 3- А1205

Показатели

Потеря веса при нагреве, мг

216

255

Относительная потеря веса, мг/г

А12 О

1197

753 из нихр

184

192

199 вода, мг двуокись азота

554

1005 остаток мг/г

$ — A1g О двуокиси рутения температура максимальной потери веса, С

145

155

100

Заказ 7183/9 Тираж 537

ВНИИПИ Государственного, комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

Составитель В.Теплякова

Редактор Л.Гратилло Техред Т.Маточка Корректор А.Тяско