Катализатор для окисления аммиака

Катализатор для окисления аммиака

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

r .Ф (11) 449471

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Зависимое от патента— (2) Заявлено 11.09.72 (21) 1827072/23 4 (51) М. Кл.

В 01 J 11/08 (32) Приоритет 14 09 71 (31) Р2145842.4 (33 ) ФРГ

Опубликовано 05 11 74, БюллЕтень № 41

Государственный комнтет

Сонета министров СССР по делам изобретений и открытий (Я) УДК 66.097. .3 (088,8) Дата опубликования описания 23.04.75 (72) Автор изобретения

Иностранец

Ханс Ротерс (ФРГ) Иностранная фирма

"Дегусса" (ФРГ) (71) Заявитель (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ АММИАКА

Катализатор может быть выполнен в ви- QQ де сеток, расположенных в сетчатом пакеИзобретение относится к катализаторам дпя окисления аммиака в окислы азота, применяемые в производстве азотной кислоты.

Известен катализатор для окисления аммиака в окислы азота, содержащий (в вес.%).

82-75 платины, 2 3 родин, 15-20 палладия и до 2 рутения или 0,05-0,15 смеси золота, железа Н иридия.

При использовании такого катализатора наблюдается значительный унос (0,2-2 г на каждую тонну превращенного азота) благородных металлов.

С целью устранения указанного недостатка предложено компоненты катализатора брать в следующем соотношении (в вес. %):

11аппадий 40-75

Родий и/или рутений 1-8

Платина Остальное

re, с увеличением содержания палладия по ходу реакционного газа.

Катализатор дает те же выходы окислов азота нри окислении аммиака, что и известные платинородиевые катализаторы, но потери благородных металлов значительно снижаются как в отношении стоимости, так и в отношении веса. Срок службы предложенных катализаторных сеток примерно тот же, что и у платинородиевых сеток и даже выше.

Катализаторный сплав согласно изобретению обладает не только отличной каталитической активностью при сжигании аммиака, но и может с большой эффективностью улавливать улетучиваю шиеся при каталитичес ком сгорании благородные металлы, в особенности платину, благодаря чему при промышленном получении азотной кислоты сильно снижаются потери этого металла. При техническом сжигании аммиака особенно выгодно применять сеточные пакеты из многих отдельных сеток, причем сетки на стороне входа газа в сеточный пакет обогащены платиной и обеднены налладием по сравнению с сетками на стороне выхода газов, так как именно обогащенные папп»дием сетки имеют самую болылую способность к улавливанию платины и очень эффек1

3

113,4

117,6

113,1

104,8

95,6

Всего:

544,5

Номер сетки

2

4

55,2

43,8

35,2

28,3

22,6

65,6

83,0

72,0

65,0

56,1

Всего: 185,1 34 1.,6 г О

В этом случае экономия улетучивающегося благородного металла при пяти катализа- торных сетках согласно изобретению составляет л 15% в сравнении с известными, 5:. Р1 /10Я *1 -се™.

Пример 3. В установке по примеру 2 монтируют сетчатый пакет из пяти сеток из сплава, содержащего (в %): 55

Потеря веса, Номер сетки

112,2

79,6

58,1

44,0

29 4

2

4

Всего:

323,3 тивно поглощают из газового потока улету,чивающуюся в небольших количествах платину, Хорошие результаты дают сеточные пакет ты, у которых на стороне входа raaa нахо° дятся одна или несколько сеток из известных платинородиевыхкаталитических сплавов, так как они обеспечивают лучшую воспламе-,: няемость подаваемой смеси аммиака с воз- . духом и за ними расположено несколько g . катализаторных сеток согласно изобретению из палладиевых сплавов, причем эти сетки имеют равный состав или могут. быть размещены ступенчато в зависимости от содержания в них палладия. 15

К катализаторному сеточному пакету может быть подключено еще известное устройство для регенерации платины, например сеточный пакет из палладиевозолотого сплава. 20

Катализаторные сетки предложенного катализатора из-за высокого содержания в.. них сравнительно дешевого палладия значительно дешевле, чем применяемые до сих пор сетки из платинородиевых сплавов, что 25 позволяет увеличить толщину проволоки в сетке (до 0,10-0,15 мм) и этим существенно повысить срок их службы.

Катализаторы и сеточные пакеты согласно изобретению можно применять во всех 30 промышленных установках для получения азотной кислоты, работающих как при нормальном, так и при высоких давлениях, при о температуре горения 650-.950 С.

Катализатор может быть использован З5 как в виде проволочной сетки, так и в дру- гом виде, например в виде проволоки или на носителе.

Пример 1. В установке, работающей под давлением, для технического полу- 40 чения азотной кислоты при 7 ати и температуре горения 950 4 используют пять сеток из сплава, содержащего (в %): 43 палладия, 50 платины и 7 родня, в качестве катализатора для сжигания смеси аммиака с

2 воздухом, Сетки имеют 1024 меш на 1 см; толщина проволоки 0,10 мм. Потеря веса сеток через 72 дня эксплуатации приведена ниже.

Для сравнения приведена потеря веса пяти 1платинородиевых сеток " с 10% родия, (Р /10 gg сеток), которые были j смонтированы в аналогичной установке и работали в течение того же времени.

Номер сетки Потеря веса, r

Степень превращения аммиака в окись азота в обоих случаях 94%.

Как видно из приведенных данных, пять ,катализаторных сеток согласно изобретению имеют потерю веса всего 323,3 r, в то время как вес известных Pt /10 Rtl— сеток уменьшился на 544,5 r. Итак, при использовании сеточного пакета из пяти катализаторных сеток из сплава 43РД./ ОР1 /7gtl потеря веса благородных металлов примерно на 40% меньше, чем при применении сетчатого пакета из 5Р /10йф-сеток.

Пример 2. В установке по примеру 1 монтируют сетчатый пакет из пяти сеток из сплава, содержащего (в %): 65 пал ладия, 32 платины и 3 родня, в качестве катализатора.

Потеря веса этого сетчатого пакета через 34 дня эксплуатации, а также для сравнения потеря веса сетчатого пакета из

5P t /10Я вЂ” сеток, смонтированного в аналогичной установке, приведены ниже.

Потеря веса, r

65Pct /32Р /3qq 5Р /10+

44947 1

При полной или частичной замене родни в катализаторных сплавах на рутений получают аналогичные результаты.

1. Катализатор для окисления аммиака, содержащий платину, палладий и родий, о тличаю щи йс ятем, что, с целью уменьшения уноса благородных металлов .катализатора, компоненты взяты в следую щем соотношении (в вес. 7):

Палладий

Родий и/или рутений

Платина

40-75

1-8

Остальное

12. Катализатор по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что он выполнен в виде сено» расположенных в сетчатом пакете, с увеличением содержания палладия по ходу реакционного газа.

Составитель Н Пуаова

Релактор 3,1 орбунова Техрел Н.Ханеева

Корректор Л.Брахннна

Заказ fg Изд. М gj) Тираж АЙ!5 1 !1однисное

11) ll!1 1 1 )И осуларс; вен ного комитета Сове i а Министров СССР но делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4!

1реднриятне «!1ааент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24

5 палладия, 40 платины и 4 родня, в качест- ве катализатора. Через 44 дня общая потеря веса составляет 269 r по сравнению с потерей 505 г, наблюдаемой при использовании пяти сеток из Pt /10))т), в аналогич- . g ной установке, т. е. л 47% экономии.

Во всех этих опытах анализ закрепленных катализаторных сеток показывает, что потеря веса сеток обусловлена потерей палладия, содержание которого выше, чем 10 зто соответствует пропентному содержанию в сплаве. Это означает, что вместо дорогой платины теряется преимущественно дешевый палладий или что сетки на стороне выхода газа в сетчатом пакете поглощают )S обратно увлекаемую газовым потоком пла- тину.

Поэтому при использовании предложенных катализаторов для технического получе-, ния азотной кислоты получают не только 20 весомую зкономию улетучивающегося с газовым потоком благородного металла, но также еше в большей степени. экономию в отношении стоимости.

Предме г изобре гении