Способ приготовления катализатора для окисления диоксида серы

Способ приготовления катализатора для окисления диоксида серы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ путем смешения ванадата калия, серной кислоты, нефелинового антипирена и носителя, полученного сушкой гидрокремнегеля, с последующей формовкой, сущкой и прокаливанием, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной механической прочностью и стабильностью, нефелиновый антипирен вводят в гидрокремнегель перед его сушкой в количестве 2-7 мас.% по отношению к сухому диоксиду кремния . g

СОКИ СОВЕТСНИХ

О ВИЦЕ Ч

РЕСПУБЛИН (19I (111

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3520720/23-04 (22) 10.1.2.82 (46) 15.09.84. Бюл . В 34 (72) В.В. Костюченко, В.П. Салтанова, С.В. Липочкин, H.Ñ. Торочешников, С.В. Иваненко, Б.М. Масленников, А.В. федоров, В.С. Лютиков, В.В. Демин, Л.M. Гаврилюк, Т.В. Вовк и И.М. Миронович (71) Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им. Д.И. Менделеева и Всесоюзный научно-исследовательский институт химических средств защиты растений с опытным заводом (53) 66.097.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 525470, кл. В 01 J 37/00, 1975, 2. Авторское свидетельство СССР

У 727208, кл. В 01 J 23/22, 1978 (прототип) °

3(59 В 01 J 37/04 ° В Ol J 23 22 (54) (57) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ

КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ДИОКСИДА

СЕРЫ путем смешения ванадата калия, серной кислоты, нефелинового антипирена и носителя, полученного сушкой гидрокремнегеля, с последующей формовкой, сушкой и прокаливанием, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной механической прочностью и стабильностью, нефелиновый антипирен вводят в гидрокремнегель перед его сушкой в количестве 2-7 мас.Х . no отношению к сухому диоксиду кремния °

1 41

Изобретение относится к приготовлению катализаторов для окисления диоксида серы.

Известен способ приготовления катализатора для окисления диоксида серы, заключающийся в смешении активного компонента, состоящего из пятиокиси ванадия и сульфатного соединения калия, с носителем и связующим, в качестве которого используют водный раствор алюмохромофосфата, содержащего 1-4Х Р 05 от веса катализатора при соотношении

A+0>/Cr 0 0,2-2 с последующим формованием, сушкой и прокаливанием (13 .

Катализатор, полученный данным способом, обладает недостаточно высокой механической прочностью (3,5 кг/см длины) и стабильностью (снижение активности составляет

S-77, эа 50 ч Работы) .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления катализатора для окисления диоксида серы, заключающий ся в смешении ванадата калия, серной кислоты, нефелинового антипирена и носителя, полученного сушкой гидрокремнегеля, с последующей формовкой, сушкой при 120 С в течение

2 ч и прокаливанием при 500 С в течение 2 ч (23.

Катализатор, полученный известным способом, обладает недостаточно высокой механической прочностью (3,6-3,9 кг/см длины), снижение активности катализатора через 50 ч работы составляет 5-9Х.

Цель изобретения — получение катализатора с повышенной механической прочностью и стабильностью, Указанная цель достигается тем, что согласно способу приготовления катализатора для окисления диоксида серы, заключающемуся в смешении ванадата калия, серной кислоты,нефелинового антипирена и носителя, полученного сушкой гидрокремнегеля, с последующей формовкой, сушкой и прокаливанием, нефелиновый антипирен вводят в гидрокремнегель перед его сушкой в количестве 2-7 мас.X по отношению к сухому диоксиду кремния °

Получение гидрокремнегеля описывается следующей реакцией:

13165 2

ElgSiF4 + 6ИН ОН - 6NH F + + Я 0,-4Н,0, Осажденный гидрогель диоксида кремния фильтруют и отмывают от примеси фтористого аммония . Для получения белой сажи гидрокремнегель подвергают сушке в распыпительной сушилке при 150-1000 С. При этом химически связанная вода из гидрокремнегеля удаляется и получают диоксид кремния с развитой внутренней поверхностью.

Введение нефелинового антипирена в гидрокремнегель до его сушки при15 водит. к прививке молекул антипире1t 11 на к поверхности диоксида кремния, что обеспечивает устойчивость его структуры и, следовательно, стабильность катализатора на его основе.

Введение антипирена в водную суспензию гидрокремнегеля с последующей сушкой обеспечивает более равномерное смешение компонентов, что приводит к повышению стабильнос25 ти катализатора.

Модифицированный таким образом носитель смешивают с ванадатом калия и серной кислотой, формуют полученную катализаторную массу, З0 сушат при 100 С 2 ч и прокаливают при 500 С 2 ч.

Получают катализатор следующего состава, мас.X:

Пентаоксид ванадия 8

35 Пиросульфат калия 34

Носитель 1 Остальное

Полученный катализатор испытывают в процессе окисления диоксида серы на стандартной проточной уста40 новке при 420 С, объемной скорости 4000 с, концентрация SO в газе 10 об.X.

Стабильность катализатора опре. деляют путем измерения каталити45 ческой активности через 6 и 50 ч испытания.

Механическую прочность определяют на экстензометре путем фиксации разрушающего усилия по образую50 щей цилиндрической гранулы катализатора длиной 1 см.

Пример 1. В реактор осаждения (или отмывки) гидрокремнегеля (модуль суспензии Т/Ж = 1/12, плотность 1,045 г/см5, объем

1,25 м5) при перемешивании пропеллерной мешалкой (180 об/мин, 10 мин) вводят 52 кг нефелинового

Содержание антипирена в носителе катализатора, мас.Ж

Активность (степень превращения

S0<) в стандартных условиях при

420оС 7

Коэффициент не одн ор одности

МеханичесСнижение активноская прочность на

Пример ти через

50 r (с та бильность), 7 сжатие, кг/см

6 50

57,7 57,2

3,0

0 5

4,9

54,4 53,8 0,6

52,0 49,9 2, 1

5,1

3,5

4,1

3,3

52,8 50,7

2,1

6,4

5 (для сравнения) 3,9

49,5 45,5

4,0

3,1

6 (проТотип) 4 6,9 55,6 46,9

8,8

3,6

ВНИИПН Заказ 6491 8 Ти аж 532 По нисиУуе — П

Евлвал ЛПП,"Патевт, т.увторов, ул.Проелтвал, а

3. 1 антипирена. Затем суспензию подают . на распыпительную сушилку. Темпе ратура материала при сушке 200 С, После сушки получают дисперсный (размер частиц 200 мк, удельная поверхность 30 м /г) модифицированный диоксид кремния с содержанием антипирена 4 мас.X.

Модифицированный диоксид кремния исйользуют в. качестве носителя .

Для получения катализатора 58 г носителя смешивают с 49 мл о-ванадата калия (концентрации 237 г/л) и 25 мл серной кислоты 94Х-ной концентрации, добавляют поверхностноактивное вещество в количестве

1% в пересчете на готовый катализатор. Полученную катализаторную массу формуют экструзией 2 ч, сушат при 100 С,прокаливают 2 ч при

500оС.

Получают катализатор следующего состава, мас.Е:

Уа Ов

К $ 0 34

Носитель 58

Пример 2. Катализатор готовят аналогично примеру 1, но в гидрокремнегель вводят 78 кг антипирена. Получают диоксид кремния с содержанием 6 мас. Ж нефелинового антипирена.

На основе полученного носителя аналогично примеру 1 готовят катализатор.

Пример 3. Катализатор получают описанным в примере 1 способом, но в качестве носителя используют диоксид кремния, содержащий

2 мас.Х нефелинового антипирена, который получают добавлением 26 кг нефелинового антипирена к гидрокреянегелю и сушкой его.

Пример 4 . Катализатор

1О получают описанным в примере 1 способом, но в гидрокремнегель вводят нефелиновый антипирен в количестве

7 мас.Е

Катализаторы, полученные в примерах 1-4, испытывают в процессе окисления диоксида серы.

Результаты испытания представлены в таблице (для сравнения представлены результаты испытания катализатора, полученного известным способом) .

Как следует иэ представленных данных, введение нефелинового антипирена в состав носителя в количестве 2-7 мас.Ж приводит к повышению стабильности катализатора, характе-ризующейся снижением активности эа

50 ч испытаний на 0,5-2,17, а так30 же к увеличению механической прочности на сжатие до 4, 1-6,4 кг/см, что, в свою очередь, приводит к увеличению срока эксплуатации катализатора в промышленных контактных системах в 1,5-1,8 раза.