Способ приготовления катализатора для окислительно- восстановительных процессов

Способ приготовления катализатора для окислительно- восстановительных процессов

Реферат

 

Изобретение относится к технологии приготовления катализаторов на основе никеля, стабилизированного активным оксидом алюминия, для окислительно-восстановительных процессов и может быть использовано в процессах тонкой очистки технологических газов от оксидов углерода, кислорода и для получения защитных атмосфер путем диссоциации аммиака. Катализатор обладает высокими активностью, стабильностью и термостойкостью. Сущность: способ приготовления катализатора для окислительно-восстановительных процессов включает смешение основного карбоната никеля с активным оксидом алюминия, или алюминатами кальция, или высокоглиноземистым цементом, и/или смесью оксида алюминия и алюмината кальция, добавление к полученной смеси водного раствора аммиака, сушку, прокаливание катализаторной массы, смешение с графитом, формование, при этом сушку катализаторной массы проводят в течение 6-8 ч в присутствии водяного пара давлением 0,5 МПа при 90-100^oC, которую регулируют расходом пара, а прокалку осуществляют при следующем режиме: температуру в прокалочной печи поднимают со скоростью 80-100 град/ч до 380-450^oC и выдерживают при этой температуре 8-9 ч. Способ позволяет получить катализатор с повышенной активностью при возможности использования разнообразных исходных алюминийсодержащих веществ.

Изобретение относится к технологии приготовления катализаторов на основе никеля, стабилизированного активным оксидом алюминия, для окислительно-восстановительных процессов и может быть использовано в процессах тонкой очистки технологических газов от оксидов углерода, кислорода и для получения защитных атмосфер путем диссоциации аммиака.

Известен способ приготовления катализатора для окислительно-восстановительных процессов, в частности для гидрирования кислородосодержащих соединений, путем смешения носителя, выбранного из группы, включающей оксид алюминия, оксид магния, диоксид циркония, каолин диатомит с гидравлическим цементом, которым является портландцемент или алюминат кальция, с последующим введением основного карбоната никеля, деминерализованной воды, графита, формования, прокаливания катализаторной массы, формования (US 4253991 A, кл. B 01 J 21/04, 03.03.81).

Известен способ приготовления катализатора для окислительно-восстановительных процессов, например для диссоциации аммиака, путем смешения оксидов металла VIII группы с оксидами алюминия, кальция, кремния с последующим расплавлением смеси при температуре 1600 - 1700^oC, охлаждением расплава и размельчением охлажденной катализаторной массы (DE 2458672 B2, кл. B 01 J 23/78, опубл. 27.05.81).

Известен способ приготовления катализатора для окислительно-восстановительных процессов, включающий смешение алюминатов кальция, основного карбоната никеля, графита с последующим добавлением при перемешивании воды или водного раствора аммиачной воды, формование, прокаливание (SU 1264976 A1, кл. B 01 J 37/04, B 01 J 23/78, опубл. 23.10.86).

Ближайшим известным решением аналогичной задачи по технической сущности и достигаемому эффекту является способ приготовления катализатора для окислительно-восстановительных процессов, включающий смешение основного карбоната никеля с алюминатом кальция, или активным оксидом алюминия, или высокоглиноземистым цементом, и/или смесью оксида алюминия и алюмината кальция, добавление к полученной смеси воды или водного раствора аммиака, сушку, смешивание с графитом, прокаливание катализаторной массы, формование (SU 428773, кл. B 01 J 23/74, опубл. 25.05.74).

Катализаторы, полученные известным способом, применяют в процессах метанирования, очистки азотоводородной смеси от кислорода и диссоциации аммиака.

К недостаткам известного способа следует отнести недостаточную активность и термостойкость полученного катализатора. Кроме того, катализатор, полученный известным способом, частично растрескивается, что приводит к увеличению отходов и брака при выпуске катализатора.

Задачей настоящего изобретения является упрощение технологии и получение катализатора с высокой активностью, стабильностью и термостойкостью и сохранением этих характеристик при длительной эксплуатации катализатора.

Для решения поставленной задачи предложен настоящий способ приготовления катализатора для окислительно-восстановительных процессов, включающий смешение основного карбоната никеля с активным оксидом алюминия, или алюминатами кальция, или высокоглиноземистым цементом, и/или смесью оксида алюминия и алюмината кальция, добавление к полученной смеси водного раствора аммиака, сушку, прокаливание катализаторной массы, смешение с графитом, формование, при этом сушку катализаторной массы проводят в течение 6-8 часов в присутствии водяного пара давлением 0,5 МПа при температуре 90-100^oC, которую регулируют расходом пара, а прокалку осуществляют при следующем режиме: температуру в прокалочной печи поднимают со скоростью 80-100^oC в час до 380 - 450^oC и выдерживают при этой температуре 8-9 часов.

Согласно изобретению упрощение технологии достигается за счет проведения сушки в присутствии водяного пара в указанном выше режиме и прокалки при плавном подъеме температуры, что практически исключает растрескивание таблеток катализатора, улучшает как технические характеристики, так и товарный вид готового продукта, а также обеспечивает высокую активность и стабильность катализатора при длительной эксплуатации.

Нижеследующий пример иллюстрирует настоящее изобретение.

Пример.

В сушилку загружают 300 кг активного помолотого оксида алюминия и 355 кг основного карбоната никеля, сухие компоненты перемешивают в течение 30 минут и добавляют 800 литров аммиачной воды с массовой долей аммиака не менее 22-25%. Массу перемешивают в течение 30 минут, после чего в рубашку и центральный вал сушилки подают водяной пар в количестве 160 кг/ч давлением 0,5 МПа в течение 6,0-8,0 ч. Подачей пара регулируют температуру в сушилке 90-100^oC. Подсушенную катализаторную массу подают в барабан прокалочной печи на прокалку, которую осуществляют при следующем режиме: температуру в прокалочной печи поднимают со скоростью 80-100^oC в час до 380 - 450^o и выдерживают при этой температуре 8-9 часов.

После окончания прокалки выгруженную из печи смесь подают в плужный смеситель, добавляют графит в количестве 18 кг/ч и перемешивают в течение одного часа, затем с помощью конденсата пластифицируют массу 30 минут, выгружают шихту из смесителя, уплотняют и таблетируют. Вес готового катализатора составляет 606 кг.

Использование в исходных веществах вместо активного оксида алюминия, например, алюминатов кальция, или высокоглиноземистого цемента, и/или смеси оксида алюминия и алюмината кальция и проведение процесса приготовления катализатора в условиях предложенной технологии также приводит к получению конечного продукта с улучшенными каталитическими характеристиками и позволяет производить катализатор с использованием разнообразных исходных алюминийсодержащих веществ.

Согласно изобретению активность катализатора увеличивается на 7-9%, причем наибольшая активность достигается при использовании в исходных веществах оксида алюминия, обеспечивая при этом стабильность при длительной эксплуатации.

Формула изобретения

Способ приготовления катализатора для окислительно-восстановительных процессов, включающий смешение основного карбоната никеля с активным оксидом алюминия, или алюминатами кальция, или высокоглиноземистым цементом, и/или смесью оксида алюминия и алюмината кальция, добавление к полученной смеси водного раствора аммиака, сушку, прокаливание катализаторной массы, смешение с графитом, формование, отличающийся тем, что сушку катализаторной массы проводят в течение 6 - 8 ч в присутствии водяного пара давлением 0,5 МПа при 90 - 100^oC, которую регулируют расходом пара, а прокалку осуществляют при следующем режиме: температуру в прокалочной печи поднимают со скоростью 80 - 100 град/ч до 380 - 450^oC и выдерживают при этой температуре 8 - 9 ч.